[发明专利]高硬度高耐磨粉末冶金高速钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能高速钢，尤其是一种采用粉末冶金方法制造的 含Al的高硬度高耐磨粉末冶金高速钢。

背景技术

粉末冶金高速钢的研究开发始于1965年，并于20世纪70年代由美国 Crucible厂和瑞典Stora厂(现属法国Erasteel公司)相继投入工业性生 产，主要工艺路线采用的是“气雾化制粉+HIP热等静压成型+精锻”技术。 粉末冶金工艺生产的高速钢可去除钢中几乎所有杂质，进一步提高材料韧 性，显著改善刀具的抗崩刃能力，其不仅解决了传统冶金工艺中存在的碳 化物组织粗大问题，而且还开辟了一条一般铸锻工艺难于或不可能生产的 超高合金含量的高速钢的新途径。目前，国外有代表性的粉末冶金高速钢 生产企业有3～5家，处于领先水平的生产厂有法国Erasteel和奥地利 Bohler公司，其代表性产品有：法国Erasteel公司的ASP2030、ASP2060、 ASP2080和奥地利Bohler公司的S390、S290等。

在国内“六五”期间钢铁研究总院曾研制了T15粉末冶金高速钢钢锭， 使我国在粉末冶金高速钢生产方面取得一定进展，后来也有不少研究单位 进行了粉末高速钢的研究工作，但性能还是达不到相应要求。随着我国工 业现代化技术的迅猛发展，尤其在航空、航天、轮船、汽轮机、汽车等制 造业在加工制造方面不仅需要大型的、整体性和复杂形状的刀具，而且不 断发展的高速切削技术和日益增多的难加工特种材料，对刀具材料的性能 等也提出了愈来愈高的要求。

由于粉末冶金高速钢中碳化物颗粒细小且分布均匀，因此与碳化物含 量相同的普通高速钢相比，其强韧性大大提高。凭借这一优势，粉末冶金 高速钢刀具非常适合用于切削冲击大和金属切除率高的加工场合(如挠曲 切削、断续切削等)。此外，由于粉末冶金高速钢的强韧性不会因金属碳化 物含量的增加而削弱，因此钢材生产商可以在钢中添加大量合金元素，以 提高刀具材料的性能。

中国发明专利ZL98121315.4(公告号为CN1215091)公开了一种高硬 度粉末冶金高速钢件，该钢件的基本组成以重量％包括：2.4～3.9的碳、 0.8以下的锰、0.8以下的硅、3.75～4.75的铬、9.0～11.5的钨、4.75～ 10.75的钼、4.0～10.0的钒和8.5～16.0的钴以及任选的2.0～4.0的铌， 采用该技术方案，使生产的高速钢件具有高硬度和高耐磨性，但由于本技 术方案中，采用了高含量的贵金属元素钴(8.5～16.0％)，使得该钢件的 成本大幅提高，因此，导致该粉末冶金高速钢价格较贵，一般约为普通高 速钢的2～5倍，因此，该类似技术的粉末冶金高速钢还得不到全面推广。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种在充分利用资源、 有效的降低成本基础上，具有高硬度、高耐磨性的粉末冶金高速钢。

为实现上述发明目的，本发明的高硬度高耐磨粉末冶金高速钢，其通 过粉末冶金法制备，其具有下列的化学组分，以重量％计，含有：

C：1～2.5，Si：0～1.2，Cr：3.5～4.5，Mo：2～5，V：2～5，W：6～12， Nb：0～1，Mn：0～0.8，Co：0～5，Al：0.2～1.5，余量为铁和杂质。

作为上述方案的化学组分优选配比，所述的化学组分以重量％计，含 有：

C：1.7～1.9，Si：0.9～1.1，Cr：3.8～4.2，Mo：2.5～3.5，V：2.5～4.9， W：11～12，Nb：0.4～0.8，Mn：0～0.8，Co：0～5.0，Al：0.4～1.4，余量为 铁和杂质。

上述的Al所占优选重量百分比为0.7～1.3。

上述的Al所占最佳重量百分比为1.2。

采用上述技术方案，其效果如下：