一种制造高速钢的方法，所述高速钢关于其化学组成由以下元素组成：1-3重量%的碳（C）、3-6重量%的铬（Cr）、0-7重量%的钼（Mo）、0-15重量%的钨（W）、3-14重量%的钒（V）、0-10重量%的钴（Co）、0-3重量%的铌（Nb）、0-0.5重量%的氮（N）、0.2-1重量%的钇（Y），余量是铁（Fe）和不可避免的杂质，并且其中Mo+0.5W=2-10重量%，其特征在于所述方法包括以下步骤：提供包含所述高速钢的所述元素的粉末，形成所述粉末的坯体，并使所述坯体经受高热和高压以实现其粉末的固结。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种制造高速钢的方法，所述高速钢关于其化学组成由以下元素组成：1-3重量%的碳（C）、3-6重量%的铬（Cr）、0-7重量%的钼（Mo）、0-15重量%的钨（W）、3-14重量%的钒（V）、0-10重量%的钴（Co）、0-3重量%的铌（Nb）、0-0.5重量%的氮（N）、0.2-1重量%的钇（Y），余量是铁（Fe）和不可避免的杂质，并且其中Mo+0.5W=2-10重量%，其特征在于所述方法包括以下步骤：提供包含所述高速钢的所述元素的粉末，形成所述粉末的坯体，并使所述坯体经受高热和高压以实现其粉末的固结。【专利说明】
本专利技术涉及一种，所述高速钢具有根据权利要求1前序部分的组成。
技术介绍
当今需要适用于涉及高温和磨损的应用的新型材料。这些应用领域例如可以包括用于金属成形的热锻造工具、内燃机部件等。有几种不同的适于高温用途的特殊合金，例如FeCrAl合金、NiCrAl合金、Ni基合金、Co基合金和特种不锈钢。然而，FeCrAl合金、NiCrAl合金和Ni合金太软以致不能用于上述应用领域中。一些Co基合金足够硬但是太昂贵以致不能作为大部分应用的实际替代物。高速钢(HSS)在室温下提供良好的硬度并且在高达600°C下仍能够维持硬度。然而，对于一些应用，期望在显著高于600 V的温度下仍维持室温硬度。在本领域中，已知将高速钢与钴合金化会提高在更高温度下的硬度。本领域中有几种不同的改善高速钢在高温应用中的可用性的方式。在本领域中已知，添加合金元素例如钴(Co)，与通过基体物质(base mass)或基质起作用的强的碳化物形成元素组合，会增大高速钢在高温下的硬度并从而增大耐磨性。在本领域中还已`知，由于形成基于所述合金元素的碳化物，因此添加合金元素例如钨、钥和钒会增大高速钢耐受高温的能力，即其热硬度和高温耐磨性。在本领域中还已知，通过与碳化物形成元素例如铬、钥、钨和钒合金化形成的碳化物的量的增加，会积极地有助于高速钢的耐磨性。大量合金元素使得高速钢难以通过标准的铸造技术进行制造。所得的微观结构具有由非常粗糙的碳化物造成严重离析的问题，其导致高速钢具有极差韧性和强度。在应用中，其中在将钢铸造之后对所述钢进行锻造，由于这种形变对材料微观结构的影响，因此克服了这些问题中的一些。对于除高温和磨损以外还需要耐受氧化/腐蚀性环境的合金，由于协同作用，因此还产生了一些新要求。对于同时暴露于腐蚀/氧化和磨损的材料，材料特性是绝对重要的。氧化动力学以及氧化皮机械性质和粘合性变成关于合金用途的重要因素。通过将特殊涂层沉积在高速钢上，可改变其氧化特性(使用离子束辅助沉积和离子植入以减少关键发动机组件中的磨损，J.H.Arps等人，Surface and CoatingsTechnology (表面和涂层技术)841996,第579-583页)。然而，这样的涂层在磨损严重的应用中的使用受到限制，因为其仅对钢产生薄的防护涂层(处于微米范围内)。在可预期磨损处于毫米范围内的应用中，因为初始涂层将会磨损掉，所以具有这种类型的涂层的钢制品将需要后续的进一步涂布。这将在产品的预期寿命内大幅增加产品的成本。另一可行的解决方法将是利用高速钢的表面改性，例如离子植入(1n beammodification of metals (金属的离子束改性)，G.Dearnley, Nuclear Instruments andMethods in Physics Research (在物理学研究中的核仪器和方法)B501990,第358-367页)。然而，离子植入的问题在于离子的高斯分布，其导致随深度变化的材料特征。离子植入还意味改性层的使用厚度受到限制；因此其不适用于上述应用中。Isamoto等人的美国专利5989491公开一种使用氧化物分散强化粉末冶金合金的方法。这件专利的专利技术人指出，氧化物分散强化的耐热粉末冶金合金中氧化物粒子的精细分散，除耐热合金固有的基本耐热性以外，还会增强蠕变断裂强度。然而，US5989491中公开的合金不适用于涉及磨损例如前述磨损的机械应用，因为最终产品的耐磨性不受氧化物精细粒子的添加的影响。几件专利公开了稀土元素在与高温应用关联的高速钢中的用途，例如参见:JP1142055A、JP63213641A、CN101037760A、JP1159349A、JP1142056A、CN101078090A、JP6299298A、CN1693527A、JP57143468A、JP2005281839A、CN101831590A、JP8041592A、JP57143471A、JP2003253396A和JP1008252A。然而，在用标准铸造技术的情况下，所有这些合金的制造都是难以处理的。将这些高速钢中的一些合金化的程度显示出、可能导致以下问题:在固结(solidification)期间合金元素离析,并且形成粗糙的碳化物结构。因此,制造具有高含量合金元素和稀土元素的高速钢并同时实现均匀的材料性质和充分控制的微观结构，是难以处理的。JP57085952A(摘要)公开了组成对应于本专利技术权利要求1前序部分的组成的合金。必须认为所讨论的文献还公开铸造作为制造所述合金的方法。必须认为其中公开的钢具有如下的微观结构，其导致材料具有不良强度并因此使其不太适合用作耐磨部件。专利技术目的本专利技术的目的在于提出一种减少或解决与制造高速钢相关的上述问题的方法，所述高速钢包含稀土元素钇(Y)用于涉及高温磨损的应用。本专利技术还旨在提供一种提闻闻速钢耐受:闻温磨损的能力的制造方法。因此，本专利技术基于对以下问题的思考:与铸造和将钇添加到常规高速钢中相关的离析和粗糙的碳化物结构。
技术实现思路
通过如下的制造高速钢的方法达到本专利技术的目的，所述高速钢关于其化学组成是由以重量％计的以下元素组成:碳(C)l-3、铬(Cr)3-6、钥(Mo)0-7、钨(W)0-15、钒(V)3-14、钴(Co) 0-10、铌(Nb) 0-3、氮(N) 0-0.5、钇(Y) 0.2-1，余量由铁(Fe)和不可避免的杂质组成，并且其中Mo+0.5ff=2-10,所述方法的特征在于所述方法包括以下步骤:提供包含所述高速钢的元素的粉末，形成所述粉末的坯体，并且使所述坯体经受高热(温度)和高压，以实现其粉末的固结。可以将这个步骤称为固结步骤或热等静压(HIP)步骤。在所述固结步骤期间，钢处于固态，即非熔化状态。优选地，所述高温步骤期间的温度是在950-1200°C范围内，其中对于C含量相对高并且合金元素例如Mo、W、Co、Y等的含量低的合金，可能需要较低温度，并且其中对`于C含量相对低并且所述其它合金元素的含量高的合金，需要所述范围内的较高温度。如果温度过低，那么最终结果将是多孔材料，并且如果温度过高，那么所述材料可能开始熔化，这应当避免。固结步骤期间的压力取决于温度，而温度是对于每种单独的钢组成进行选择的。可以借助于较高压力补偿相对低的温度。优选地，对于在本专利技术范围内的组成，如权利要求I以及从属权利要求中所限定的，并且对于所提及的固结步骤温度范围，压力应在800-1500巴范围内。通常，对于具体的所选温度，较高含量的合金兀素将需要较高的压力。在整个说明书中，提及“一个实施方式”或“一种实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造高速钢的方法，所述高速钢关于其化学组成由以重量%计的以下元素组成：余量是铁（Fe）和不可避免的杂质，其中Mo+0.5W=2?10重量%，其特征在于所述方法包括以下步骤：?提供包含所述高速钢的所述元素的粉末，?形成所述粉末的坯体，和?使所述坯体经受高热和高压以实现其粉末的固结。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·贝格隆德，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：
国别省市：
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