[发明专利]一种生产钻头的合金钢材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种生产钻头的合金钢材料及其制备工艺，所述合金钢各组分含量为：W：4.3%~5.2%，C：0.31%~0.38%，Si：0.13%~0.36%，Mn：0.15%~0.4%，Cr：0.8%~1.5%，Mo：0.13%~0.4%，Ni：0.15%~0.5%，V：1.15%~2.5%，Cu：0.12%~0.42%，S：0.02%~0.05%，P：0.01%~0.12%，余量由Fe和杂质组成。该制备工艺能源消耗小，给企业节省了成本，而且由该工艺制备出来的合金钢材料硬度高，韧性好，在高速切削中不易断裂，员工不必在换刀过程中浪费大量时间，大大提升了企业的生产效率。

技术领域

本发明属于涉及一种合金钢材料，特别是一种生产钻头的合金钢材料，以及生产钻头的合金钢材料的制备工艺。

背景技术

合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大，机械制造业需要解决钢的加工切削问题，1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展,1870年在美国用铬钢(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥；由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时,一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展，要求加快机械的转动速度，1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。

合金钢在切削加工中广泛应用，许多机床的刀具大多都是由合金钢铸成，但是现有的合金钢的韧性相对较低，经常在切削，打孔的过程中造成刀具断裂，难以满足工厂的生产需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供了一种韧性好、硬度高的合金钢材料及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种生产钻头的合金钢材料，所述合金钢各组分含量为：W：4.3%~5.2%，C：0.31%~0.38%，Si：0.13%~0.36%，Mn：0.15%~0.4%，Cr：0.8%~1.5%，Mo：0.13%~0.4%，Ni：0.15%~0.5%，V：1.15%~2.5%，Cu：0.12%~0.42%，S：0.02%~0.05%，P：0.01%~0.12%，余量由Fe和杂质组成。

本申请还提供了一种生产钻头的合金钢材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)、称取以下按重量份计的金属原料单质备用：W：4.3%~5.2%，C：0.31%~0.38%，Si：0.13%~0.36%，Mn：0.15%~0.4%，Cr：0.8%~1.5%，Mo：0.13%~0.4%，Ni：0.15%~0.5%，V：1.15%~2.5%，Cu：0.12%~0.42%，S：0.02%~0.05%，P：0.01%~0.12%，以及Fe和其他杂质组成的余量；

2)、将熔炼炉进行升温，按熔点从高到低的顺序依次加入所述原料单质，待原料单质全部熔化后，加入Co粉，待熔清后，捞尽浮渣，并保温90~120min，然后随炉空冷至700~750℃，得到合金液；

3)、将合金液浇注至预热模具中，通过模具内的冷却水路降温，待其凝固后开模，将形成的合金铸锭空冷至室温；

4)、将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；将上述合金粉置于石墨模具中进行热压烧结，烧结完成后卸模，得到硬质合金；

5)、将（4）中的硬质合金粉进行退火处理：将步骤(4)处理后的硬质合金铸锭在马弗炉中升温至650-700℃，并保温40-60min，再以15-25℃/min的降温速度将温度降至300℃，并保温45-60min，之后将铸锭置于淬火炉中，水冷至室温；