[发明专利]一种金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢及其制备方法

权利要求书

1.一种金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢，其特征在于：以原位生成的金属间化合物及外加碳氮化物对钢基体进行强化，通过粉末冶金方法得到金属间化合物与碳化物共同强硬化粉末冶金高速钢；

所述金属间化合物与碳化物共同强硬化粉末冶金高速钢由以下质量百分比组份制得：Co：10～30％、Mo：5～25％、W：2～20％、碳氮化物：1～15％，余量为Fe；

所述的金属间化合物与碳化物共同强硬化粉末冶金高速钢的制备方法，具体步骤为：

1)依照配方取得相应质量分数的原料粉末，并配入成型剂及炭黑，经球磨后通过模压得到压坯，将压坯进行真空烧结，烧结冷却后得到烧结坯；

2)惰性气氛下，将步骤1)中得到的烧结坯加热保温后进行热加工，控制道次变形量和压缩比，热变形结束后再退火处理，而后随炉冷却至室温；

3)将步骤2)中得到的样品预热后进行固溶处理，固溶处理快速冷却后得到固溶态样品，随后进行深冷处理，待冷却至室温后进行时效处理后即得到成品；

步骤1）中模压方式为双向或单向模压，压力为120～180MPa；烧结温度为1300～1400℃，烧结时间为1～3h；

步骤3）中固溶处理在盐浴中进行，固溶温度为1100～1250℃，固溶时间为15～30min，冷却方式为油冷；深冷在深冷箱中进行，深冷温度为-100～-80℃，深冷时间为1～3h；时效处理在电阻炉中进行，时效温度为500～700℃，时效处理次数为1-2次，时效保温时间为1-3小时。

2.根据权利要求1所述的金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢，其特征在于：所述金属间化合物与碳化物共同强硬化粉末冶金高速钢由以下质量百分比组份制得：Co：10～30％、Mo：8～18％、W：2～10％、碳氮化物：2～10％，余量为Fe。

3.权利要求1或2所述的金属间化合物与碳化物共同强硬化粉末冶金高速钢的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

1)依照配方取得相应质量分数的原料粉末，并配入成型剂及炭黑，经球磨后通过模压得到压坯，将压坯进行真空烧结，烧结冷却后得到烧结坯；

2)惰性气氛下，将步骤1)中得到的烧结坯加热保温后进行热加工，控制道次变形量和压缩比，热变形结束后再退火处理，而后随炉冷却至室温；

3)将步骤2)中得到的样品预热后进行固溶处理，固溶处理快速冷却后得到固溶态样品，随后进行深冷处理，待冷却至室温后进行时效处理后即得到成品；

步骤1）中模压方式为双向或单向模压，压力为120～180MPa；烧结温度为1300～1400℃，烧结时间为1～3h；

步骤3）中固溶处理在盐浴中进行，固溶温度为1100～1250℃，固溶时间为15～30min，冷却方式为油冷；深冷在深冷箱中进行，深冷温度为-100～-80℃，深冷时间为1～3h；时效处理在电阻炉中进行，时效温度为500～700℃，时效处理次数为1-2次，时效保温时间为1-3小时。

4.根据权利要求3所述的金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述的成型剂为石蜡，添加量为3～6wt％，所述炭黑加入量为0.4～0.8wt％；

所述球磨方式为湿式球磨，球磨介质为酒精，球料比为(3～6)：1，可通过行星式球磨或滚筒式球磨，使用行星式球磨时转速为200～280r/min，球磨时间为48～60h；滚筒式球磨时转速为80～120r/min，球磨时间为72～86h。

5.根据权利要求3所述的金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，热加工前加热温度为1120～1180℃，保温时间为20～40min，惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；

热加工选自热锻、轧制、旋锻中的任意一种，热变形时道次变形量小于5％，热变形时压缩比为60～80％；

退火温度为750～900℃，退火时间为1～3h。

6.根据权利要求3所述的金属间化合物与碳氮化物共同强硬化粉末冶金高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，预热在箱式电阻炉中进行，预热温度为200～300℃，预热时间为10～30min。