[发明专利]一种高速钢粉末冶金制品的制备方法

说明书

本发明公开了一种高速钢粉末冶金制品的制备方法，属于粉末冶金材料领域。制备步骤为：1).称取一定比例的可溶性金属盐，制备金属离子溶液，均匀混合；2).加入一定比例的助燃剂，得到混合溶液；3).将混合溶液转移至炉中加热，低温燃烧合成制备金属氧化物混合粉末；4).将金属氧化物粉末在管式炉内还原气氛下煅烧，制备高速钢前驱体粉末；5).将制得的高速钢前驱体粉末进行制压成型，得到高速钢前驱体生坯；6).对高速钢前驱体生坯进行煅烧处理，得到烧结致密化的高速钢材料。该方法操作简便、成本低廉，适合工业推广，为制备高速钢粉末提供一种新的制备思路。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种高速钢粉末冶金制品的制备方法。

背景技术

高速钢俗称锋钢，属于高碳高合金莱氏体钢，具有高硬度、高耐磨性和优良的红硬性，被广泛地应用于制造各种机床切削工具、航空高温轴承以及耐热耐磨零件等。目前高速钢的制备工艺主要有传统的铸造工艺、粉末冶金工艺等。传统铸造工艺由于其凝固速度缓慢，会产生偏析，从而生成大块的碳化物或网状碳化物，制约了高速钢性能的提高。而粉末冶金工艺可以有效地解决传统工艺的偏析问题，粉末高速钢碳化物细小均匀，强度、塑性和耐磨性相比铸造高速钢都有很大提升。

高速钢性能的好坏与其中合金元素的种类与含量密切相关，除了C以外，高速钢中主要合金元素有W、Mo、V、Cr和Co等。C元素可以与合金元素形成碳化物，可以保证淬火后马氏体的硬度，提高机体强度。W在高速钢中可以产生大量W₆C型碳化物，钉扎晶界，对淬火加热时奥氏体晶粒长大起到抑制作用，从而提高了淬火温度。Mo在高速钢中的作用与W相似，生成的碳化物结构相似，因此Mo和W可以互相取代。Cr在高速钢中生成Cr₂₃C₆，在加热时溶于奥氏体从而增加奥氏体的含碳量，提高过冷奥氏体的稳定性，从而提高高速钢的淬透性。V是高速钢中最强的碳化物形成元素，在高速钢中，一部分固溶于基体，回火过程中由基体脱溶析出，另一部分以VC的形式存在。最后Co不是碳化物形成元素，在高速钢中绝大部分溶于基体中，可以增加碳化物的形核速度，同时减缓碳化物的长大速度，从而提高高速钢的红硬性，增强二次硬化效果。

低温燃烧合成方法是利用溶液中的氧化剂和燃料发生燃烧放热反应，从而生成粉体材料。其优点在于可以保证各组分均匀混合，成分精确可控。低温燃烧合成法适合制备高比表面积纳米粉体，反应速度快，适合工业化生产。

基于以上因素，本发明提供了一种高速钢粉末冶金制品的制备方法。采用低温燃烧合成法制备高速钢前驱体粉末，制备快捷，组分均匀，制备出的粉体疏松，易于粉碎，具有很高的烧结活性，烧结温度大大降低，烧结时间减少，便于工业化大规模生产。

发明内容

本发明旨在提供一种新型高速钢粉末冶金制品的制备方法。首先使用低温燃烧合成法制备高速钢前驱体粉末，制备出的粉末疏松、不易团聚，烧结活性高，再使用粉末冶金法制备高速钢材料，制备出的高速钢碳化物细小均匀，强度、塑性和耐磨性相比铸造高速钢有很大的提升。

一种高速钢粉末冶金制品的制备方法，制备步骤如下：

1).称取一定比例的可溶性金属盐，制备金属离子溶液，均匀混合；

2).加入一定比例的助燃剂，得到混合溶液；

3).将混合溶液转移至炉中加热，低温燃烧合成制备金属氧化物混合粉末；

4).将金属氧化物粉末在管式炉内还原气氛下煅烧，制备高速钢前驱体粉末；

5).将制得的高速钢前驱体粉末进行制压成型，得到高速钢前驱体生坯；

6).对高速钢前驱体生坯进行煅烧处理，得到烧结致密化的高速钢材料。

进一步地，步骤1)所述的可溶性金属盐组分及配比为(重量百分比)：60-75％硝酸铁、5-15％硝酸钴、5-15％钨酸铵、2-5％硝酸铬、0.5-3％钼酸铵、0.5-2％偏钒酸铵。