本发明专利技术涉及一种粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材，由外层合金和内层合金组成，其特征在于：所述内层合金为碳素钢或不锈钢，外层合金由粉末冶金的金属粉末致密化后制成，其金属粉末化学组分按质量百分比计包括：C：1.8%-2.3%，W：0.1%-1.0%，Mo:≤1.8%，Cr：18.2%-24.0%，V：3.0%-5.2%，Nb：0.2%-1.8%，Co：0.1%-0.5%，Si：≤1.0%，Mn：0.2%-1.0%，N：0.05%-0.5%，余量为铁和杂质。获得的粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材，既实现了棒材使用时对耐磨损耐腐蚀性能的要求，又极大降低了生产成本，提升了产品的市场竞争力，应用广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工模具钢类合金棒材，尤其涉及一种粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金 棒材。
技术介绍
在一些特殊工况条件下，塑料模具或机械零部件表面不仅经受运动部件或工作介 质中硬的研磨颗粒直接接触引起磨损，还经受潮湿、酸或其它腐蚀剂的腐蚀作用，如注塑成 形机械中的螺杆、螺杆头或螺杆套筒等零部件，一方面由于塑料中添加大量硬质颗粒，如玻 璃纤维、碳纤维等，导致这些零部件磨损加剧，另一方面塑料中腐蚀性成分对零部件产生化 学腐蚀。为了使应用于这些特殊工况的零部件具备长的使用寿命，所使用塑料模具钢表面 必须具有高的耐磨性能和耐蚀性能，另外为了承受工作应力加载和冲击，塑料模具钢需具 备一定的硬度和韧性。 目前模具钢主要采用传统的铸锻工艺制备，采用铸锻工艺制备模具钢受到工艺过 程钢液缓慢冷却凝固特点的限制，合金成分在凝固过程中容易发生偏析，形成粗大的碳化 物组织，即使经过后续锻轧处理，这种不良组织仍然会对合金性能带来不良影响，导致铸锻 模具钢性能上包括强度、韧性、耐磨性能、可磨削性能等处于偏低水平。采用粉末冶金工艺 制备模具钢解决了合金元素偏析的问题，制备得到合金组织细小均匀，相比铸锻合金性能 有大幅度提升，但是粉末制备成本高昂，带来合金整体成本的提高，如何降低粉末冶金模具 钢的成本是需要解决的问题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种低成本的粉末冶金耐磨损耐腐 蚀合金棒材。 为实现上述目的，本专利技术的粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材，由外层合金和内 层合金组成，所述内层合金为碳素钢或不锈钢，外层合金由粉末冶金的金属粉末致密化 后制成，其金属粉末化学组分按质量百分比计包括：C : 1. 8%-2. 3%，W :0. 1%-1. 0%，Mo: 彡 L 8%，Cr :18· 2%-24· 0%，V :3· 0%-5· 2%，Nb :0· 2%-1· 8%，Co :0· 1%-0· 5%，Si :彡 L 0%，Mn : 0· 2%-1· 0%，N :0· 05%-0· 5%，余量为铁和杂质。 本专利技术中内层合金对外层合金提供力学支撑，外层合金金属粉末的组分设计是实 现耐磨耐蚀性能的关键。 C元素部分固溶于基体，提高基体强度，同时，C元素是碳化物的组成元素之一，含 量不能小于1. 8%，以保证合金元素能够充分参与碳化物析出，C的最大含量不超过2. 3%，避 免过多的C固溶于基体导致韧性下降，在C含量I. 8%-2. 3%范围内，能够获得最大耐磨性能 以及强韧性的配合。 W、Mo固溶于基体，提高基体淬透性，本专利技术外层合金W含量范围是0. 1%-1. 0%，M〇 的含量范围是Mo彡1. 8%。 Cr -方面固溶于基体，提高耐蚀性能及淬透性，另一方面Cr以M7C3碳化物形 式析出，考虑到Cr固溶于基体以及以碳化物形式析出之间存在的平衡，限定Cr含量为 18. 2%-24, 0%〇 V主要用于形成MC型碳化物，提高耐磨性能，V含量控制范围为3. 0%-5. 2%。 Nb的作用与V类似，参与形成MC碳化物，本专利技术外层合金Nb固溶于MC碳化物，提 高MC碳化物析出时的形核数量，促进MC碳化物析出和细化，提高耐磨性能；Nb添加含量 上限在于避免富Nb的MC碳化物析出，因此控制Nb的含量范围为0. 2%-1. 8%。 Co主要固溶于基体，促进碳化物析出，细化碳化物颗粒度，Co含量的范围限定为 0· 1%-0· 5%〇 Si不参与碳化物形成，作为一种脱氧剂和基体强化元素来使用，Si过多会使基体 的韧性下降，因此Si含量范围限定为Si < 1. 0%。 Mn作为脱氧剂加入，可以固硫减少热脆性，另外锰增加淬透性，Mn含量范围为 0· 2%-1· 0%〇 N参与形成MC碳化物，快速冷却条件下，N促进MC碳化物形核析出，同时不会导致 MC碳化物过分长大，有利于提高耐磨性能，N同时促进钢的耐蚀性能提高，限定N含量范围 为 0· 05%-0· 5%。 外层合金中V、Nb、C、N等元素形成MC碳化物类型为（V、Nb) (C、N)，在粉末冶金工 艺快速冷却凝固条件下，添加的Nb和N参与MC碳化物形成，提高碳化物形核率和细化MC 碳化物颗粒，使初性提尚。 作为对上述方式的限定，所述外层合金金属粉末的化学组分中杂质包括0， 0^0. 01%〇 0过高导致韧性下降，本专利技术中控制0含量范围为< 0. 01%。 作为对上述方式的限定，所述外层合金金属粉末的化学组分按质量百分比计 包括：C :1· 8%-2· 2%，W :0· 1%-0· 8%，Mo :彡 L 8%，Cr :18· 2%-23· 0%，V :3· 0%-5· 0%，Nb : 0· 2%-1· 5%，Co :0· 1%-0· 4%，Si :彡 0· 8%，Mn :0· 2%-0· 8%，N :0· 05%-0· 4%，0 彡 0· 008%，余量 为铁和杂质。 为了达到更好的综合性能，本专利技术的粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材其外层合金 金属粉末的各化学组分应控制在要求范围之内。 作为对上述方式的限定，所述外层合金的碳化物组成为MC碳化物和M7C3碳化物。 作为对上述方式的限定，所述MC碳化物的类型为（V、Nb) (C、N)。 作为对上述方式的限定，所述MC碳化物的体积分数为2%~6%，至少80V〇1%MC碳化 物尺寸为0. 5~1. 1 μ m，最大MC碳化物尺寸不超过2. 5 μ m。 作为对上述方式的限定，所述M7C3碳化物为富Cr碳化物。 作为对上述方式的限定，所述M7C3碳化物的体积分数为18%~26%，至少80V〇1%MC 碳化物尺寸为1~5 μ m，最大MC碳化物尺寸不超过10 μ m。 作为对上述方式的限定，所述外层合金的化学组分中杂质还包括S、P，其中 S 彡 0· 1当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材，由外层合金和内层合金组成，其特征在于：所述内层合金为碳素钢或不锈钢，外层合金由粉末冶金的金属粉末致密化后制成，其金属粉末化学组分按质量百分比计包括：C：1.8%‑2.3%，W：0.1%‑1.0%，Mo: ≤1.8%，Cr：18.2%‑24.0%，V：3.0%‑5.2%，Nb：0.2%‑1.8%，Co：0.1%‑0.5%，Si：≤1.0%，Mn：0.2%‑1.0%，N：0.05%‑0.5%，余量为铁和杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李小明，吴立志，况春江，王学兵，孙宗林，匡星，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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