[发明专利]一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法

权利要求书

1.一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

（1）将碳化铬粉末、氮化硅粉末、金属锰粉末、金属钛粉末、金属铜粉末、金属铝粉末、金属铈粉末加入纯铁粉末中，置于搅拌机内，常温下以300～360r/min转速搅拌混合30～40min，得前驱体粉；

（2）将前驱体粉末置于冷压机中，常温下以160～200MPa的压力压制超细，保压2～4s，得前驱体素胚；

（3）将前驱体素胚置于管式烧结炉中，通入氮气保护，再从常温升温至1600～1700℃，保温10～20min，得金属熔融液；

（4）将金属熔融液浇注至石英模具中，淬水3～5次，常温静置20～24h，脱模，得高韧性轻质耐磨钢。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述的纯铁粉末、碳化铬粉末、氮化硅粉末、金属锰粉末、金属钛粉末、金属铜粉末、金属铝粉末、金属铈粉末的重量份为100～120份纯铁粉末、10～12份碳化铬粉末、5～6份氮化硅粉末、1.0～1.2份金属锰粉末、0.5～0.6份金属钛粉末、0.5～0.6份金属铜粉末、0.10～0.12份金属铝粉末、0.20～0.24份金属铈粉末。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的氮气通入速率为160～200mL/min，升温速率为20℃/min。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的石英模具的规格为100mm×40mm×40mm。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的氮化硅粉末的具体制备步骤为：

（1）将硅粉、铁粉、氯化铵置于搅拌机中，常温下以180～200r/min转速搅拌30～40min，得硅铁混合粉末；

（2）将硅铁混合粉末置于管式烧结炉中，通入氮气保护，在600～700℃的条件下保温烧结10～12h，随炉冷却至室温，得块状混合物；

（3）将块状混合物置于研磨机中，常温下以200～250r/min转速研磨4～6h，酸洗3～5次，再用去离子水洗涤至中性，置于60～80℃的烘箱中干燥1～2h，常温冷却，得氮化硅粉末。

6.根据权利要求5所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述的硅粉、铁粉、氯化铵的重量份为30～40份硅粉、15～20份铁粉、60～80份氯化铵。

7.根据权利要求5所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的氮气通入速率为80～100mL/min。

8.根据权利要求5所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的酸洗采用的是质量分数1%的盐酸。

9.根据权利要求1所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的碳化铬粉末的具体制备步骤为：

（1）将炭黑、硬脂酸加入金属铬粉中，置于行星式球磨机内，常温下以180～200r/min转速球磨1～2h，得金属铬混合粉末；

（2）将金属铬混合粉末置于冷压机中，常温下以100～120MPa的压力压制成型，保压4～6s，得金属铬素胚；

（3）将金属铬素胚置于管式气氛炉中，以100～120mL/min的速率通入氩气保护，在1500～1700℃的条件下保温煅烧1～2h，随炉冷却至室温，得块状碳化铬；

（4）将块状碳化铬置于研磨机中，常温下以240～280r/min转速研磨8～12h，得碳化铬粉末。

10.根据权利要求9所述的一种高韧性轻质耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述的金属铬粉、炭黑、硬脂酸的重量份为20～30份金属铬粉、10～20份炭黑、0.2～0.3份硬脂酸。