沉淀硬化合金制造技术

本发明专利技术提供了一种沉淀硬化合金，其化学组分按质量百分比计包括：(C+N)：0.01％

【技术实现步骤摘要】
沉淀硬化合金


[0001]本专利技术涉及工具合金材料
，特别涉及一种沉淀硬化合金。

技术介绍

[0002]对于有色合金如Ni基金属或奥氏体不锈钢类材质的车削加工，由于刃口位置高的应力及剧烈的摩擦，导致刃口局部范围产生极高的温度。目前广泛采用的一种方案是使用硬质合金刀具进行加工，但是使用过程需要操作非常严格，毕竟硬质合金是一种脆性非常大的金属，尤其是在高温高应力反复加载工况条件下，局部热疲劳微崩是主要的失效机制。
[0003]另外，硬质合金大量使用W、Co等元素，价格高昂是其一个短板。相比于硬质合金，高速钢是另外一种通用的车削刀具材料，以Fe为基体，韧性相对较好，价格相对低廉。
[0004]高速钢在一定温度条件下，马氏体基体中二次析出的极细小碳化物使高速钢的硬度和耐磨性能能够得到维持，但在前述Ni基合金或不锈钢车削加工工况条件下，刃口局部温度甚至超过高速钢的高温回火温度，高速钢马氏体基体中合金元素加速析出，碳化物粗化，总体表现为高速钢的刃口软化，使用过程快速磨损，受限于此，传统以碳化物作为主要析出强化相的高速钢难以胜任该类合金的高效车削加工。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种沉淀硬化合金，以使其具有优异的综合性能，尤其是高温硬度及耐磨性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种沉淀硬化合金，所述沉淀硬化合金采用电渣工艺或粉末冶金工艺制备，且其化学组分按质量百分比计包括：(C+N)：0.01％/>‑
1.2％；Si：0.1％
‑
1.0％；Mn：0.1％
‑
0.8％；(Mo+0.5W)：10％
‑
32％，且Mo：6％
‑
30％；Co：15％
‑
35％；Ti：0.01％
‑
6％，余量为Fe和杂质。
[0008]进一步的，(C+N)：0.01％
‑
0.6％；Si：0.2％
‑
1.0％；Mn：0.2％
‑
0.8％；(Mo+0.5W)：10％
‑
30％，且Mo：10％
‑
30％；Co：15％
‑
30％；Ti：0.01％
‑
3％。
[0009]进一步的，所述合金包括W：≤20％。
[0010]进一步的，所述合金包括W：≤16％。
[0011]进一步的，所述杂质包括O，且O：≤0.03％。
[0012]进一步的，所述杂质包括S和P中至少其一，且S：≤0.3％，P：≤0.05％。
[0013]进一步的，所述沉淀硬化合金中金属间化合物的体积分数为4
‑
30％。
[0014]进一步的，所述金属间化合物颗粒尺寸≤8μm。
[0015]进一步的，至少80％的所述金属间化合物颗粒尺寸≤5μm。
[0016]在本专利技术中，特定的化学成分及配比是实现其综合性能的必要条件，各化学组分作用及原理简述如下：
[0017]Fe、Co、Mo化合反应以μ型沉淀硬化方式析出，可提升及维持基体硬度，Co的合适的含量范围为：15％
‑
35％，Co优选范围为：15％
‑
30％，Mo的合适的含量范围为：6％
‑
30％，Mo
优选范围为：10％
‑
30％。
[0018]W作为一种可选元素，可部分替换Mo发挥类似作用，本专利技术中(Mo+0.5W)的合适的含量范围10％
‑
32％，同时W：≤20％，优选(Mo+0.5W)的含量范围为10％
‑
30％，同时W：≤16％。
[0019]Ti提供高熔点析出细化晶粒作用，其可与C或N化合反应形成高熔点MX析出相，产生细化晶粒及提升耐磨性能作用，其中M为Ti元素，X为C或N元素，C和N在一定范围内可互换，本专利技术中，Ti的合适的含量范围为0.01％
‑
6％，优选的含量范围为0.01％
‑
3％，(C+N)的合适的含量范围为0.01％
‑
1.2％，优选的(C+N)的合适的含量范围为0.01％
‑
0.6％。
[0020]Si作为一种脱氧剂和基体强化元素来使用，但过高的Si导致基体脆性增加，因此本专利技术中，Si的合适的含量范围为0.1％
‑
1.0％，优选的合适的含量范围为0.2％
‑
1.0％。
[0021]Mn作为脱氧剂加入，可以弱化S的有害作用，但过高Mn增加脆性风险，因此本专利技术中，Mn的合适的含量范围为0.1％
‑
0.8％，优选的合适的含量范围为0.2％
‑
0.8％。
[0022]本专利技术的沉淀硬化合金，除了上述设定的化学组分，余量为Fe基体，当然还包括一些不可避免的残余微量元素，包括O、S、P等，为了防止对合金力学性能产生不利影响，要求O的合适的含量范围为≤0.03％，S的合适的含量范围为≤0.3％，P的合适的含量范围为≤0.05％。
[0023]除此以外，本专利技术的化学组分中，杂质还可包括Zr、Mg、Al、Cu、Ni、Sn和Pb中的至少一种，且这些杂质的总量不大于1％。
[0024]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0025]本专利技术所述的沉淀硬化合金，关键在于选定合适的化学组分及配比，使得第二相主要以沉淀硬化方式在基体中脱溶析出，形成μ型金属间化合物，金属间化合物主要组成合金元素包括Fe、Co、Mo等，且金属间化合物以细小弥散方式分布于基体，具有高硬度、高热稳定性特点，可对基体产生强化作用。除此以外，其还具有优异的综合性能，包括高的红硬性、优异的抗高温软化特性、热处理变形小、耐磨损性能、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能及韧性等。
[0026]另外，本专利技术所述沉淀硬化合金适用于刀具、模具以及特殊关键零部件的制造，如高速车削加工用的滚刀、车刀等，也可用于冷作加工，包括深冲、折弯、粉末压制等。基于其性能特点，也适用于各类关键部件的制作，如喷油嘴、螺杆、泵体滑片等。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1为本专利技术所述的M2高速钢热处理后的微观组织示意图；
[0029]图2为本专利技术所述的实施例1的沉淀硬化合金微观组织示意图；
[0030]图3为本专利技术所述的实施例2的沉淀硬化合金微观组织示意图；
[0031]图4为本专利技术所述的沉淀硬化合金各实施例的相对耐磨性能对比的示意图。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
[0033]下面将参考附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉淀硬化合金，其特征在于其化学组分按质量百分比计包括：(C+N)：0.01％
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1.2％；Si：0.1％
‑
1.0％；Mn：0.1％
‑
0.8％；(Mo+0.5W)：10％
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32％，且Mo：6％
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30％；Co：15％
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35％；Ti：0.01％
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6％，余量为Fe和杂质。2.根据权利要求1所述的沉淀硬化合金，其特征在于：(C+N)：0.01％
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0.6％；Si：0.2％
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1.0％；Mn：0.2％
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0.8％；(Mo+0.5W)：10％
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30％，且Mo：10％
‑
30％；Co：15％

【专利技术属性】
技术研发人员：李小明，
申请(专利权)人：武汉钜能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：