[发明专利]一种低碳高韧性高速钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种低碳高韧性高速钢的制备方法，本发明具体涉及高速钢制备方法技术领域，具体是一种低碳高韧性高速钢的制备方法，本发明制备的高速钢，耐磨性好，抗磨粒磨损方面真空烧结高速钢已超过普通高速钢。真空烧结高速钢与铸造高速钢相比，组织更为精细，硬质相分布更加均匀，马氏体基体上均匀弥散分布着细小的硬质相颗粒。在磨损过程中这些硬质颗粒阻碍了磨损的进行，对基本起到很好的保护作用；韧性好，与传统高速钢内部组织不均匀不同，粉末冶金高速钢结晶颗粒细致均匀，无方向性，故韧性较佳。

技术领域

本发明具体涉及高速钢制备方法技术领域，具体是一种低碳高韧性高速钢的制备方法。

背景技术

高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。

在研究中发现，高速钢的力学性能受碳化物的影响最大，理想的粉末高速钢显微组织为坚硬的马氏体基体上均匀分布细小的合金碳化物22。主要的碳化物类型有M6C、MC和M23C6。其中骨骼状M6C型共晶、M2C共晶、M；C共晶和网状碳化物都是有害的显微组织。例如:高钼系高速钢通过共晶反应形成了板状的M2C碳化物，严重影响了高温工作性能和硬度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳高韧性高速钢的制备方法，以解决上述提出的高速钢的力学性能受碳化物的影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低碳高韧性高速钢的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：原料的选择；

步骤二：粉末混合；

步骤三：干燥，通过干燥机对混合好的粉末进行干燥；

步骤四：压制成型，设计压制胚尺寸为5×7×40mm³；并加入1.5wt％的石蜡作为粘结剂，采用200吨压力机以300MPa的压力进行压制；

步骤五：烧结处理；

步骤六：热处理。

作为本发明的进一步技术方案，所述的步骤一：原料的选择，该原料以下组分：Cr11-13％、Mn13-15％、Ni0.5-2％、C0.1-0.18％、Si0.4-0.8％、P≤0.03、 S≤0.02。

作为本发明的进一步技术方案，所述的步骤二：粉末混合，将步骤一中配好的原料放入高能球磨机中进行机械合金化，其中湿磨溶剂为无水乙醇，硬质合金球直径为5-10mm，球料比为10：1；球磨过程中转速保持为 265-300r/min。

作为本发明的进一步技术方案，所述的步骤二粉末混合的时长为25-45 小时；并调整碳含量，使得碳含量分别为0.5％-1.5(wt％)。

作为本发明的进一步技术方案，所述的步骤五：烧结处理；将压制好后的料坯放入真空烧结炉内进行烧结。

作为本发明的进一步技术方案，所述的步骤五：烧结处理包括以下四个阶段：

阶段一：放入料坯，将烧结炉抽真空后，以较慢的升温速率(平均5K/min) 升温至400C；

阶段二：保持炉内温度400C并保温3小时，主要目的是除去粉末压坯中的石蜡粘结剂与可能存在的氧、氮和其他气体；

阶段三：以较快的升温速率(平均10K/min)升温至固相线以上的烧结温度，烧结保温时间为1小时；

阶段四：烧结结束后随炉冷却至室温。