[发明专利]一种通过金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢及其制备方法

权利要求书

1.一种通过金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其特征在于：所述高速钢包括以下质量百分比组分：Co：10~30%，Ni：2~10%，Mo：5~20%，W：3~10%，Ti：2~5%、Nb：1~5%、Cr：1~5%，C：0.8~1.4%，杂质含量低于0.02%，余量为Fe；所述高速钢包括金属间化合物和碳化物两种强化相；

所述高速钢由以下方法制备得到：包括以下步骤：

（1）将包括Fe、Co、Ni、Mo、W、TiH2、Nb 和NiCr 的金属粉末、炭黑和成形剂

在内的原料混合均匀后压制成型，得到生坯；

（2）将生坯进行烧结，得到烧结坯；所述烧结的过程采用阶段升温方式；依次

为300~600℃、800~1000℃、1050~1150℃和1300~1400℃；

（3）将烧结坯依次进行预热、热轧和冷却，得到变形坯；

（4）将变形坯经过固溶处理和低温时效处理，即得；所述低温时效处理的温度

为550~650℃，保温时间为1~3h，重复1~3 次；所述固溶处理的温度

为1150~1250℃，时间为30~90min。

2.根据权利要求1 所述的一种通过金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其特征在于：所述金属间化合物为μ-(Fe,Co)7(W,Mo)6 相；所述碳化物为Fe3W3C、Fe3Mo3C、TiC、NbC、Cr3C2 中的至少一种。

3.根据权利要求1 所述的一种通过金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其特征在于：

所述碳化物的粒径为1~5μm；

所述μ-(Fe,Co)7(W,Mo)6 相包括微米粒径和纳米粒径，其中，微米粒径为1~5μm，纳米粒径为≤80nm。

4.根据权利要求1 所述的一种通过金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其特征在于：所述高速钢的硬度为58~65HRC，抗弯强度为2800~3800MPa，冲击韧性为24~36J/cm2，断裂韧性为38~45MPa.m1/2。

5.根据权利要求1 所述的一种金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其

特征在于：

所述成形剂为石蜡、FEG 和硬酯酸中至少一种，成形剂的添加量为粉体总质量

的3~6%；

所述压制的条件为：压力100~200MPa，保压时间30~60 秒，压制方式为单向压

制、双向压制和冷等静压中的至少一种。

6.根据权利要求1 所述的一种金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其

特征在于：所述混合方式采用高能球磨，球磨介质为乙醇，球料比为4~6：1，

所述高能球磨为行星式球磨或滚筒式球磨，采用行星式球磨时，转速为210~320r/min，球磨时间为60~80h，采用滚筒式球磨时，转速为90~150r/min，球磨时间为96~120h。

7.根据权利要求1 所述的一种金属间化合物和碳化物复合强硬化的高速钢，其

特征在于：

所述预热的过程中，温度为1100~1200℃，时间为1~2h；

所述热轧的过程中，厚度减少量为50~80%，热轧终止变形温度高于900℃；

所述冷却的过程为：在700~900℃下保温1~2h，随后冷却至室温。