Метод изготовления быстрорежущей стали, инструменты из которой выдерживают высокую скорость вращения и сохраняют твердость, даже когда раскаляются докрасна, разработали специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» (НИТУ МИСИС), 10 апреля сообщает пресс-служба вуза.

Новая технология значительно сокращает производственные циклы изготовления инструмента для механической обработки из быстрорежущей стали, позволяя при этом получать более износостойкий инструмент.

Быстрорежущей сталью называются сплавы, инструменты из которых могут резать материалы с большей скоростью, чем традиционные высокоуглеродистые стали. Это достигается за счет большей твердости и стойкости к истиранию. Эти свойства такая сталь получает с помощью введения в сплав легирующих материалов и его специальной термообработке.

Профессор кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ МИСИС д. т. н. Жанна Еремеева рассказала о задачах, стоявших перед исследователями:

«Развитию и широкому распространению быстрорежущих сталей препятствует технологическая сложность производства по сравнению с литыми материалами: порошковую быстрорежущую сталь сначала плавят, потом распыляют на твердые сферические частицы, а затем прессуют и спекают. Идея нашей работы состоит в том, что мы получаем порошковую смесь, которая обладает высокой уплотняемостью и формуемостью, используя технологически более простые и доступные методы».

Для получения быстрорежущей стали ученые НИТУ МИСИС приготовили порошковую смесь, в которую вошли порошки оксидов металлов: вольфрама, молибдена и кобальта, и порошок железа. Эту смесь они восстанавливали в среде водорода, получив в результате диффузионно-легированную добавку.

Эту добавку они измельчили и смешали с порошками элементов, входящих в состав быстрорежущей стали Р6М5К5. Получившаяся в результате порошковая смесь, как показали эксперименты, обладает высокими показателями уплотняемости при холодном и горячем прессовании.

Еще одним достоинством получаемой из этой смеси стали является отсутствие карбидной сетки, которая снижает сопротивление стали ударным нагрузкам. Ученые определили оптимальные состав и размер гранул смеси, что позволило им получить в результате прессования структуру с высокой плотностью и улучшенными механическими свойствами.

Подробные результаты проделанной работы ученые представили в статье «Исследование процесса горячего прессования смеси порошков быстрорежущей стали с диффузионно-легированной добавкой», опубликованной в журнале Inorganic Materials: Applied Research.

Исследователи МИСИС считают, что предложенная ими технология получения быстрорежущей стали прессованием из порошковой смеси быстрорежущей стали с диффузионно-легированной добавкой более экономична, чем традиционный метод, который технологически сложнее и дороже.

«В дальнейшем мы планируем провести дополнительные эксперименты с горячим прессованием при более высоких температурах и давлении с введением различных упрочняющих добавок и с дополнительным измельчением смеси для получения более дисперсной микроструктуры», — поделился инженер научного проекта кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ МИСИС к. т. н. Аманкельды Ахметов.