192590. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerszámacél hulladék közvetlen feldolgozására növelt teljesítményű megalakító szerszámok anyagává
1 192 590 2 A színesfém féltermékek melegalakításánál használt szerszámanyagok jelentős arányban tartalmaznak drága ötvözó'elemeket (Mo, V, Cr stb.). Az alakítást műveleteknél nagy mennyiségű elhasználódott szerszám keletkezik. Ezeket az elhasználódott gyártóeszközöket hulladékként 5 értékesítik és a szokásos acélgyártási eljárásokkal újra szerszámacéllá, vagy más minőségű acéllá dolgozzák fel. E műveletek közben a szerszámacél hasznos és értékes ötvözői részben vagy egészben elsalakulnak, veszendőbe mennek, hiányukat az acélgyártás végső periódusában 10 kell pótolni. A hagyományos eljárás szerint az így nyert acéltuskót kovácsolják vagy melegen hengerük, majd forgácsoló műveletekkel elkészítik belőle a kívánt szerszámot. Ismeretes olyan módszer is, amikor az élettartam no- 15 velése céljából az előbbi módon nyert tüsköt megfelelő átmérőjű rúddá kovácsolják és elektronsugaras, vákuumívfényes vagy elcktrosalakos átolvasztásnak vetik alá. Ezt követően ismételt kovácsolással állítják elő a szerszámkészítéshez szükséges bugát. 20 Irodalmi adatok alapján az ilymódon előállított szerszám élettartama nagyobb, mint az előbb említett hagyományos technológiával készített szerszámé. A szerszámacél gyártás egy másik, javított változata szerint a fémes felületűre előkészített betétanyagot, amely 25 Armco vasból, esetleg ötvözetlen acél-tuskó darabokból, továbbá a megfelelő, az ötvözó'anyagok bevitelét célzó fémtiszta ferroötvözetekből, ill. színfém ötvözőkből áll, vákuumindukciós kemencében megolvasztják, tuskóvá öntik és a tüsköt vagy vákuumívfényesen (elektronsuga- 30 rasan, elektrosalakosan) átolvaszíva, vagy átolvasztás nélkül kovácsolják és belőle szerszámot készítenek. Az eddig ismert és használt ilyen eljárások hátránya, hogy a szerszámacélok gyártásához vákuumban való olvasztás és öntés esetén tiszta anyagokat kell használni, 35 az ívfényes olvasztókemencében való gyártásnál pedig akár hulladékból, akár új anyagból történik a gyártás, az értékes ötvözök egy része leég az olvasztás során. Növelt műszaki paraméterekkel, élettartammal bíró szerszámanyag előállítása esetén az eddigi gyakorlat szerint 40 több lépéses technológiai eljárás szükséges a szerszámacél hulladékok új szerszámacél előtermékké való feldolgozásához. Az elvégzett kísérletek és elméleti megfontolások alapján arra az eredményre jutottunk, hogy a melegsajtolási 45 folyamat azon szerszámanyagai esetében, amelyek az alábbi összetételi tartományba esnek: C = 0,15-0,40% Mn = 0,15 0,50% Sí = 0,20-0,40% 50 Cr = 2,00—3,20 % V =020-0,60% Mo = 2,00-3,50% W = 4,00-5,00% az elhasználódott szerszámokból, hulladékból kedvezőbb 55 módszerrel is lehet nagyteljesítményű szerszámanyagot előállítani. E célból az elhasznált szerszámokból olvasztási adagokat képezve, megfelelő módszerrel közvetlenül vákuummetallurgiai eljárással lehet a szerszámacélt olvasztani és tuskóvá önteni. 60 Az eljárás előnye, hogy a célszerűen vákuumindukciós kemencében történő olvasztás során nem keletkezik számottevő veszteség az ötvözőanyagokban. Ötvöző pótlás — kis mennyiségben — csak többszöri átolvasztás esetén szükséges. A hulladékból közvetlenül, egyszeri olvasztás- 65 sál nyert ötvözet az alacsonyabb szennyezőtartalom következtében már nagyobb élettartamú szerszámot eredményez, mint a hagyományos eljárással előállított acél. A kedvező hatás fokozható vákuumívfényes átolvasztással. A vákuummetallurgiai gyakorlatban általános előírás és alapelv, hogy felületi szennyeződéstől mentes betétből keli kiindulni. Ezért a betétanyagokat különböző előkészítő művelettel (koptatás, pácolás, redukáló gázban izzítás) szokták kezelni, hogy teljesen fémtiszta felületű betétanyagot nyerjenek. Elvi megfontolások és kísérletek alapján arra a meglepő eredmén/re jutottunk, hogy a melegsajtolási folyamat fenti összetételi határokba eső szerszámanyagai esetéten a felületen található grafitos kenőanyag-maradványt (kb. 0,02 %) ill. a szerszámok egy részén a tárolás során keletkező oxidréteget megtartjuk, az nem zavarja a metallurgiai műveleteket, sőt előnyös az olvasztás során végbemenő tisztítási folyamat szempontjából és kedvező helyzetet teremt ahhoz, hogy közvetlenül vákuummetallurgiai úton, a hagyományos acélgyártási (ívfényes kemencében végrehajtandó) eljárás, ill. felülettisztítási műveletek elhagyásával dolgozzuk fel jobb minőségű szerszám anyaggá a hulladékot. A felületen lévő grafit az acélban még meglévő, ill. a szerszám felületén lévő vasoxíddal reakcióba lépve FejOj + 3C = 2Fe + 3CO egyenletnek megfelelően gázképződés révén tisztító hatást gyakorol a fürdőre és csökkenti annak zárvány és iúdrogén tartalmát. A fenti eljárás egyik előnyös kiviteli módja, hogy a használatból kivont présszerszámokból ötvözettípus szerint külön gyűjtve, olvasztási adagokat képezünk olyan módon, hogy az oxidos felületű hulladék aránya 25—35 % legyen a betétben a grafitos felületű présszerszániok mellett. Ha ez az arány nem biztosítható, a betéthez az adagolás felénél 0,02 % grafitot és 0,007 % Fe2C>3-at vagy 0,008 % vasrevét (Fe304) kell adagolni, lehetőleg a tégely két ellentétes oldalára. Ezt követően az adagot meg kell olvasztani a szokásos módon vezetve az olvasztást. A tulajdonságok további javulása érhető el a gázképződés megszűnésekor 100 g/t mischmetall, ül. ennek a mischmetall mennyiségnek megfelelő vasmischmetall öfvözdt adagolásával. Mischmetall hiányában ugyanilyen ■mennyiségű CaSi-t lehet adagolni. Az adagot kokillába öntve tuskókat nyerünk, amelyet kovácsolással és/vagy vákuumívfényes átoivasztássat dolgozunk fel tovább. Kisebb követelményű szerszámok készítésénél a vák jumindukciósan öntött tuskó kovácsolásával állítjuk elő a szerszám alapanyagát. Ez esetben az elérhető szerszám élettartam kétszerese a hagyományosénak. Nagyobb igénybevételű szerszámok előállításához a v.ikuumindukciósan olvasztott tuskóból hántolás vagy kovácsolás és hántolás után elektródát készítünk a vákuumívfényes átolvasztáshoz, és ezt az elektródát a szokásos módon vákuumívfényes kemencében átolvasztjuk. Ez esetben a nagyobb igénybevételű szerszámok élettartama két- és félszerese lesz a hagyományos eljárással készített szerszámokénak. 2
