[发明专利]一种耐磨高速钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种耐磨高速钢的制备方法。

背景技术

磨损是一种普遍存在的现象，磨损造成材料的极大消耗和能源的巨大浪费，开发耐磨性高、成本低廉的耐磨材料是国内外普遍关注的课题。高速钢是一种优异的耐磨材料，已广泛用于冶金、机械、矿山等领域。如国内广泛应用的W6Mo5Cr4V2高速钢用作工模具，具有使用寿命长和使用安全性好等特点。

为了进一步提高高速钢耐磨性，在W6Mo5Cr4V2高速钢基础上，增加钒、碳含量，以生成高硬度的MC型碳化物，发展了高碳高钒型高速钢。中国发明专利CN1264749公开了一种高耐磨性铸造高速钢，适用于大型耐磨件、复合轧辊工作层。其特点是它的具体化学成分(重量％)如下：1.8-4.2％C，2-12％W，3-12％Mo，4-15％Cr，2.5-10％V，0-10％Co，0.3-2.5％Nb，0.5-1.5％Si，0.3-0.8％Mn，0.02-0.10％N，S≤0.03％，P≤0.03％，其余为Fe，该发明特点是一种高碳、高钒型铸造高速钢，铸造性能良好，耐磨及红硬性好。中国发明专利CN101153376还公开了一种高钒高钴高速钢的制造方法，其成分质量百分比为：C 1.1～2.18，W 5.0～8.0，Mo 4.0～6.0，Cr 3.0～5.0，V 1.2～8.3，Co 6.5～11.5，其余为Fe。工艺步骤包括制备母合金、喷射成形、热锻、淬火回火处理、车削铣削和磨削处理或进行TiN/Al TiN涂层处理。该发明省略了粉末冶金中粉末的筛分、混批、封装、冷、热等静压等工序，不需要昂贵的设备投资，且性能达到甚至超过粉末高速钢，特别适合制作高速切削、高热硬性、高寿命刀具如大型拉刀、剃齿刀和加工齿轮的滚刀、插齿刀、数控机床用各类铣刀等，还可用于制作模具等。中国发明专利CN1873039还公开了一种高碳含硅超硬高韧高速钢及热处理工艺，所述的高速钢的化学成分以重量百分比计算，分别为C：0.6-1.1，W：5.50-6.75，Mo：4.50-5.50，Cr：3.80-4.40，V：1.75-2.20，Mn：0.15-0.40，S：≤0.03，P：≤0.03，Si 0.8-1.2，余量为Fe；所述的热处理工艺为：首先1180-1220℃淬火，然后550-560℃回火三次，每次1-2小时；含碳量为0.6-0.85时在淬火前需要进行超饱和渗碳使表面碳含量达到0.95-1.10；本发明产品价格低廉，强韧性好，热处理后硬度可以达到67±1HRC。中国发明专利CN1811003还公开了一种无Co超硬型高速钢。它的重量比组成为：碳1.00-1.20、钨6.50-7.50、钼3.50-5.00、铬3.50-4.50、钒1.60-2.20、硅0.60-1.20、锰0.20-0.60、氮0.04-0.10和余量的铁。中国发明专利CN1824820也公开了一种新型合金高速钢，尤其涉及一种新型铬钢系高速钢及其热处理工艺，按重量百分比计该高速钢包括：碳C0.85％～1.05％，硅Si 0.2％～0.4％，锰Mn0.2％～0.4％，铬Cr 9.0％～11.0％，钨W2.5％～3.5％，钼Mo0.6％～2.0％，钒V0.4％～2.0％，镍Ni 0.1％～0.3％，钴Co0.2％～5.0％，铌Nb0.8～1.2％，硫S≤0.015％，磷P≤0.02％，其余量为铁Fe。该发明的新型铬钢系高速钢具有足够的韧性和耐磨性，适合制作各种冷冲模、切削工具、刀具，并且生产成本低。

但是，上述高速钢都要进行复杂的高温热处理，能耗高，工件表面氧化严重，且高温热处理过程中工作易变形、开裂。

发明内容

本发明的目的在于提出一种耐磨高速钢的制备方法，该高速钢通过化学成分的调配，取消了超过1000℃的淬火热处理，同时使得该高速钢具有高硬度和优异的耐磨性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐磨高速钢的制备方法，该高速钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：1.1-1.3，Si：1.4-1.6，Mn：0.1-0.3，Co：1.5-1.8，Cr：6.5-7.5，W：4-6，Mo：2.5-3.5，V：1.1-1.3，Ce：0.25-0.45，Nb：0.10-0.20，S＜0.04，P＜0.05，余量为Fe，所述的制备方法包括如下步骤：

1）将废钢、铬铁、硅铁、钴铁、钨铁和钼铁混合在电炉中加热熔化；

2）炉前调整成分合格后将温度升至1610-1630℃，加入脱氧剂铝，而后依次加入钒铁和铌铁；