[发明专利]高速钢丝材的制备方法

权利要求书

1.一种高速钢丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按配比取用原料Fe、W、Mo、Co、V、Nb的纯金属或中间合金以及C-Fe、Si-Fe、Mn-Fe、Cr-Fe、RE-M中间合金，并对所有原料进行干燥处理，采用真空感应熔炼技术熔炼母合金；在熔炼母合金的过程中，加入的RE-M中间合金占RE-M总重量的40~60%；

S2：电渣重熔雾化：将S1制备的母合金电渣重熔，一边电渣，一边加入剩余La-M和Yb-M中间合金；并在电渣重熔后不经过凝固和再次熔化的步骤而直接雾化制成合金粉末；在所述制粉过程中，同时喷射0.5~2μm的TiC或/和VN粉末，得到TiC或/和VN粉末复合的合金粉末；

S3：对合金粉末依次进行球磨、还原退火、粉末压坯，制备成直径为10~200mm的棒料；

S4：对S3所得棒料进行烧结；

S5：对S4所得烧结后的棒料进行分级热处理；

S6：先对所述S5所得粉末块体坯料进行变形前退火处理，然后再对粉末块体坯料进行锻造和/或挤压、轧制、拉拔处理，在变形量达到5~30%时，再次进行所述变形前退火处理，然后再次对所述粉末块体坯料进行锻造和/或挤压、轧制、拉拔处理；所述变形前退火处理与所述锻造和/或挤压、轧制、拉拔处理交替进行，直至最终得到φ1-3mm的丝材；

S7：对S6所得丝材再次进行分级热处理。

2.根据权利要求1所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S1中，熔炼母合金的具体工艺如下：

在真空度10^-5~10³Pa的条件下，首先在1380~1580℃熔化Fe、W、Mo、Co、V、Nb纯金属，保温10~15min，然后在1280~1580ºC加入C-Fe、Si-Fe、Mn-Fe、Cr-Fe的中间合金，搅拌均匀后除渣，保温15~35min，然后在1250~1450ºC加入40~50%的RE-M中间合金，搅拌均匀，保温3~5min，出炉前电磁搅拌3~5min。

3.根据权利要求1所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S2中，雾化制成合金粉末的方式为气雾化制粉，采用氩气雾化，氩气纯度99.9%，雾化压力10~30MPa，制备出来的合金粉末的D50为20~60μm。

4.根据权利要求2所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S3中，所述球磨的具体工艺如下：

将S2制备的合金粉末与硬脂酸锌放入太空杯中，放入钢球，钢球与混合粉末的体积比约为3~5：1；钢球采用直径 4mm、6mm、8mm三种不同大小，比例为1：1：2；将太空杯置于一维滚筒式混料机上，混料机转速约为40~60转/分，混料时间30~72小时。

5.根据权利要求1所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S3中，所述还原退火的工艺如下：在真空炉内进行，炉内成真空状态或惰性气体保护状态，将粉末平铺在基板上，厚度为5~10mm，多层基板叠加放置，相邻基板间距30~100mm，温度400~680℃，保温时间60~300min，随炉冷却到室温后取出；过程中检测炉内气氛氧含量，使氧含量小于10ppm。

6.根据权利要求1所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S3中，所述粉末压坯的工艺为非HIP压坯：将经还原退火后的合金粉末称重后放入压坯模具中，将粉末双向模压制成块体坯料；压力500~1200MPa。

7.根据权利要求1所述的高速钢丝材的制备方法，其特征在于，在所述S4中，所述烧结的方式为常压保护性气氛烧结：（1）烧结炉内冲入保护性惰性气体，排出氧气，使烧结炉内的氧含量小于1ppm；（2）以6~10℃/min的速度升温至650~850℃，保温时间t=3~5min/cm×d，；（3）以8~10℃/min的速度升温至1180~1260℃，保温时间t=10~30min/cm×d；（4）随炉冷却至室温；

其中，d为样品的最大壁厚，单位cm。