粉末冶金沉淀硬化高速鋼制造技術

本發明專利技術提供了一種粉末冶金沉淀硬化高速鋼，其化學成分按質量百分比計包含：

【技術實現步驟摘要】
粉末冶金沉淀硬化高速鋼


[0001]本專利技術涉及一種新型高速鋼，尤其涉及一種粉末冶金沉淀硬化高速鋼
。

技術介紹

[0002]高速鋼作為高速切削加工其他材料的首選材料，已廣泛應用于加工制造領域
。
沉淀硬化鋼是一種無碳鐵基馬氏體沉淀硬化工具合金，由于成分中
C
含量低，基本無碳化物析出，組織主要為鐵基基體和
Fe
?
Co
?
Mo
?
W
的金屬間化合物
(
即
IMC)
，硬化效應是由于時效過程中析出的
IMC
顆粒所致
。
此類沉淀硬化高速鋼具有良好的可磨削性和抗回火軟化能力，尺寸穩定性好
。
[0003]采用傳統的鑄鍛工藝制備時，受到工藝過程鋼液緩冷凝固特點的限制，合金成分在凝固過程中容易發生偏析，這種不良的組織無法通過熱加工方式得到有效解決，將對合金性能產生不良影響，導致高速鋼性能上包括強度
、
韌性
、
可磨削性能等處于偏低水平，難以滿足高端加工制造對材料性能和壽命的要求
。

技術實現思路

[0004]有鑒于此，本專利技術提供了一種具有良好組織和優異力學性能的粉末冶金沉淀硬化高速鋼
。
[0005]為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
[0006]一種粉末冶金沉淀硬化高速鋼，其特征在于，按質量百分比計，該鋼包括如下化學組分：/>[0007]Si
：
0.5
％
?
1.2
％；
[0008]Co
：
16.0
％
?
30.0
％；
[0009]W
：0％
?
5.0
％；
[0010]Mo
：
15.0
％
?
22.0
％；
[0011](Mo+W/2)
：
15.0
％
?
23.0
％；
[0012]Ce
：
0.01
％
?
0.1
％；
[0013]余量為鐵和雜質；
[0014]且，所述沉淀硬化鋼中的金屬間化合物
(
即
IMC
相
)
為
μ
相，
μ
相的類型為
(Fe,Co)7(Mo+W/2)6。
[0015]本專利技術通過合金成分及配比的合理設計，在采用粉末冶金工藝制備沉淀硬化高速鋼時可促進
μ
相的析出，從而提高鋼的抗回火軟化能力和韌性
。
[0016]Co(
鈷
)
的作用是固溶于基體中，使合金成為馬氏體鋼，從而比鐵素體合金的硬度和強度提高了一個檔次，
Co
含量的增加會適當降低鋼的韌性，在本專利技術中
Co
元素含量范圍是
16.0
％
?
30.0
％，優選為
18.0
％
?
30.0
％
。
[0017]W(
鎢
)
的熔點高，可增加鋼的強度和回火穩定性，以及高溫蠕變抗力，還可增加鋼的抗回火軟化能力，使得鋼在加工和使用過程中表層升溫少，硬度下降少，在本專利技術中
W
元
素含量范圍是0％
?
5.0
％，優選為0％
?
3.0
％
。
[0018]Mo(
鉬
)
的作用與
W
相同，能夠完全取代
W
，且價格比
W
低
。
另一方面
Mo
含量越高，則
μ
相的開始析出溫度越高，
μ
相的顆粒度也就越大，在本專利技術中
Mo
元素含量范圍是
15
％
?
22.0
％，優選為
15.0
％
?
20.0
％
。
[0019]Si(
硅
)
不是碳化物形成元素，而是作為一種脫氧劑和基體強化元素來使用，能夠提高鋼的強度和硬度，但是
Si
過多會使基體的塑性和韌性下降，本專利技術的
Si
含量控制在
0.5
％
?
1.2
％，且優選為
0.5
％
?1％
。
[0020]Ce(
鈰
)
在精煉階段加入，能夠與鋼液中的氧
、
硫等反應生成化合物，并作為夾雜從鋼液中排出，可起到脫氧
、
脫硫
、
改性的作用
。
[0021]作為上述方式的限定，按質量百分比計，所述粉末冶金沉淀硬化高速鋼包括如下的化學組分：
[0022]Si
：
0.5
％
?1％；
[0023]Co
：
18.0
％
?
30.0
％；
[0024]W
：0％
?
3.0
％；
[0025]Mo
：
15
％
?
20.0
％；
[0026](Mo+W/2)
：
15.0
％
?
21.5
％；
[0027]余量為鐵和雜質
。
[0028]為了達到更好的綜合性能，本專利技術粉末冶金沉淀硬化高速鋼中的各化學組分應控制在要求范圍之內
。
[0029]進一步的，至少
80
％體積分數的
μ
相的顆粒尺寸
≤1.5
μ
m。
[0030]進一步的，所述
μ
相的最大顆粒尺寸不超過
5.5
μ
m。
[0031]進一步的，所述粉末冶金沉淀硬化高速鋼中所述
μ
相的體積分數為
12
?
20
％
。
[0032]進一步的，所述粉末冶金沉淀硬化高速鋼的硬度為
65HRC
以上，無缺口試樣沖擊韌性值為
11.0J
以上
。
[0033]本專利技術中，采用粉末冶金工藝制備沉淀硬化鋼，能夠解決元素偏析問題從而獲得均一的組織結構，粉末冶金工藝制備沉淀硬化高速鋼的主要步驟包括：霧化制粉
→
熱等靜壓成型，鋼液被快速冷卻成粉末，鋼液中的合金元素本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種粉末冶金沉淀硬化高速鋼，其特征在于，其化學組分按質量百分比計包括：
Si
：
0.5
％
?
1.2
％；
Co
：
16.0
％
?
30.0
％；
W
：0％
?
5.0
％；
Mo
：
15.0
％
?
22.0
％；
(Mo+W/2)
：
15.0
％
?
23.0
％；
Ce
：
0.01
％
?
0.1
％；余量為鐵和雜質；且，所述粉末冶金沉淀硬化高速鋼中的金屬間化合物為
μ
相，
μ
相的類型為
(Fe,Co)7(Mo+W/2)6。2.
根據權利要求1所述的粉末冶金沉淀硬化高速鋼，其特征在于，其化學組分按質量百分比計包括：
Si
：
0.5
％
?1％；
Co
：
18.0
％
?
30.0
％；
W
：0％

【專利技術屬性】
技術研發人員：張貝貝，吳立志，李惠，梁松濤，
申請(專利權)人：河冶科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：