喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢制造技术

一种喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢，其化学成分按质量百分比计包含：C：1.0％

【技术实现步骤摘要】
喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢


[0001]本专利技术涉及一种沉淀硬化高速钢，尤其涉及一种喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢。

技术介绍

[0002]沉淀硬化钢是一种无碳铁基马氏体沉淀硬化工具合金，近些年逐渐发展起来的一类新型超高强度钢，此类钢具有良好的可磨削性和抗回火软化能力，尺寸稳定性好，被广泛应用于制作高速切削难加工材料的刀具。
[0003]沉淀硬化钢硬化效应是由于时效过程中析出的金属间化合物(即IMC)颗粒所致，同时能够提高沉淀硬化高速钢的硬度和抗回火软化能力。而且，钢的耐磨性取决于基体硬度以及钢中析出的硬质第二相的含量、形态以及粒度分布。
[0004]目前沉淀硬化钢采用粉末冶金工艺制备，能够解决元素偏析问题从而获得均一的组织结构，相比传统铸锻工艺有大幅度提升，但粉末冶金工艺复杂、流程长、成本高，且现有沉淀硬化刚的耐磨性和耐蚀性也难以满足需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种具有良好组织和优异性能的喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢。
[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]一种喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢，其特征在于，按质量百分比计，该钢包括如下化学组分：
[0008]C：1.0％
‑
2.6％；
[0009]Si：0％
‑
0.4％；
[0010]Co：10.0％
‑
30.0％；
[0011]Ni：2.0％
‑
5.5％；
[0012](1.39Co+1.4Ni)≥15.0％；
[0013]V：6％
‑
10％；
[0014]W：0％
‑
5.0％；
[0015]Mo：8.0％
‑
20.0％；
[0016](Mo+W/2)：10.0％
‑
22.0％；
[0017]余量为铁和杂质；
[0018]且，所述沉淀硬化高速钢中强化相包括金属间化合物(即IMC相)μ相和MC碳化物，其中μ相为(Fe,Co)7(Mo+W/2)6型，MC碳化物为V(C、N)型。
[0019]本专利技术通过合金成分的设计，从而提高沉淀硬化钢的耐磨性能和耐蚀性。
[0020]Co(钴)的作用是固溶于基体中，使合金成为马氏体钢，从而比铁素体合金的硬度和强度提高了一个档次，Co含量的增加会适当降低钢的韧性，在本专利技术中Co元素含量范围
是10.0％
‑
30.0％，优选为10.0％
‑
28.0％。
[0021]Ni(镍)能够代替Co，同时还能够改善钢的热塑性并提高淬透性，但因其能够降低Ac1点，从而降低Ms点，使得钢的退火硬度显著升高，增加残余奥氏体含量和稳定性，因此在在本专利技术中Ni元素含量范围是2.0％
‑
5.5％，优选为2.0％
‑
5.3％。
[0022]W(钨)的熔点高，增加了钢的强度和回火稳定性，高温蠕变抗力、增加钢的抗回火软化能力，使得钢在加工和使用过程中表层升温少，硬度下降少，在本专利技术中W元素含量范围是0％
‑
5.0％，优选为0％
‑
4.0％。
[0023]Mo(钼)的作用于W相同，能够完全取代W，且价格比W低。另一方面Mo含量越高，则μ相的开始析出温度越高，μ相的颗粒度也就越大，在本专利技术中Mo元素含量范围是8.0％
‑
20.0％，优选为8.0％
‑
18.0％。
[0024]钢中加入少量C(碳)，一部分固溶于基体提高基体强度，另一部分C与碳化物形成元素结合，提高材料的耐磨性，C含量不小于0.2％，以保证碳化物形成元素能够参与碳化物析出，形成双强化相机制；同时注意C含量不宜超过2.6％，避免过多的C固溶于基体导致韧性下降，在上述C含量为1.0％
‑
2.6％范围内，优选范围为1.1％
‑
2.5％，能够获得耐磨性和韧性的良好配合。
[0025]V(矾)作为强碳化物形成元素，主要作用于是与钢中的形成MC型碳化物，提高钢的耐磨性，为保证钢为析出μ相和MC碳化物的双相强化机制，且保证钢的可磨削性，本专利技术中V元素含量范围是6.0％
‑
10.0％，优选为6.0％
‑
8.8％。
[0026]Si(硅)不是碳化物形成元素，而是作为一种脱氧剂和基体强化元素来使用，能够提高钢的强度和硬度，但是Si过多会使基体的塑性和韧性下降，本专利技术的Si含量控制在0.4％以下，且优选为≤0.32％。
[0027]作为上述方式的限定，按质量百分比计，所述喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢包括如下的化学组分：
[0028]C：1.0％
‑
2.5％；
[0029]Si：0％
‑
0.32％；
[0030]Co：10.0％
‑
28.0％；
[0031]Ni：2.0％
‑
5.3％；
[0032](1.39Co+1.4Ni)≥15.0％；
[0033]V：6.0％
‑
8.8％；
[0034]W：0％
‑
4.0％；
[0035]Mo：8.0％
‑
18.0％；
[0036](Mo+W/2)：10.0％
‑
22.0％；
[0037]余量为铁和杂质。
[0038]为了达到更好的综合性能，本专利技术喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢中的各化学组分应控制在要求范围之内。
[0039]进一步的，至少80％体积分数的所述μ相至少80％体积分数的颗粒尺寸≤1.5μm，所述μ相的最大颗粒尺寸不超过7.0μm。
[0040]进一步的，所述喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢中所述μ相的体积分数为10
‑
20％。
[0041]进一步的，至少80％体积分数的所述MC碳化物至少80％体积分数的颗粒尺寸为≤2.0μm，最大所述MC碳化物的最大颗粒尺寸不超过3.0μm。
[0042]进一步的，所述喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢中所述MC碳化物体积分数为1.0％
‑
5.0％。
[0043]本专利技术同时也提供了制备如上所述的喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢的制备方法，且所述制备方法包括如下的步骤：
[0044]a、按上述化学组成要求制备沉淀硬化钢钢液并转移至钢包；
[0045]b、通过加热钢包内钢液上表面覆盖的保护渣，维持钢液的过热度；在钢包底部通入惰性气体对钢液进行搅拌；
[0046]c、将钢液通过钢包底部的导流管以稳定流量流入预加热的中间包，待钢液进入中间包埋没导流管下端面时对钢液上表面施加保护渣；
[0047]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢，其特征在于，其化学组分按质量百分比计包括：C：1.0％
‑
2.6％；Si：0％
‑
0.4％；Co：10.0％
‑
30.0％；Ni：2.0％
‑
5.5％；(1.39Co+1.4Ni)≥15.0％；V：6.0％
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10.0％；W：0％
‑
5.0％；Mo：8.0％
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20.0％；(Mo+W/2)：10.0％
‑
22.0％；余量为铁和杂质；且，所述喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢中强化相包括金属间化合物和MC碳化物，其中，所述金属间化合物为μ相，μ相的类型为(Fe,Co)7(Mo+W/2)6型，MC碳化物的类型为V(C、N)型。2.根据权利要求1所述的喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢，其特征在于，其化学组分按质量百分比计包括：C：1.1％
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2.5％；Si：0％
‑
0.32％；Co：10.0％
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28.0％；Ni：2....

【专利技术属性】
技术研发人员：梁松涛，李惠，张贝贝，梁敬斌，
申请(专利权)人：河冶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：