[发明专利]含钴超硬高速钢的表面冶金工艺

摘要

一种含钴超硬高速钢的表面冶金工艺属表面冶金范畴。其特征在于：首先利用双层辉光放电离子渗金属技术在价格较低廉的铁基材料表面渗入合金元素，形成表面合金层，接着进行渗碳处理形成表面高速钢合金层，随后进行热处理使其具有超硬高速钢所具有的优异性能。其硬化特征是通过析出细小弥散的合金碳化物和金属间化合物而发生硬化，通过淬火和回火处理后的被渗工件表面硬度达到1000～1150HV。本发明优点在于：没有由于结晶过程而形成的粗大一次碳化物，解决了传统的冶炼、锻轧高速钢生产中难以克服的碳化物不均匀问题。表面冶金高速钢的碳化物细小弥散，大大提高了硬化效果，节约了大量合金元素，降低了成本，可广泛用于制造各种机床的切削工具。

主权项

1.含钴超硬高速钢表面冶金工艺，其特征在于：I采用一个抽成真空的密封容器作为渗金属炉，其极限真空度为0～5Pa，密封容器的炉体作为阳极，被渗工件作为阴极，欲渗合金元素作为源极，在阳极和阴极以及阳极和源极之间各设有0～1500伏的可调压直流电源，其渗金属炉内的工作气压一般在5～1333Pa；II将欲渗合金元素钨、钼、钴，用粉末冶金方法压制成板状、条状或刷状作为源极，其成分为钴：40～50％，钨：35～40％，钼：15～20％，作为阴极的被渗工件材料为低合金钢、不锈钢、耐热钢、镍基合金，被渗工件与源极之间的距离为15-20mm；III渗金属时充人惰性气体氩气或氮气作为保护气体，炉内气压控制在30～70Pa，在1100～1150℃温度范围内渗金属，保温4～6小时， 源极与阳极电压为600～1000V，阴极与阳极电压为350～700V，利用双层辉光放电中的空心阴极效应进行加热源极及被渗工件并在被渗工件表面形成高合金层，其高合金层的成份是Cr：0～8％；Co：6～15％；Mo：4～13％；V：0～2％；W：2～8％；IV将上述III制得的渗金属后的被渗工件埋入装有固体渗碳剂的渗碳箱内，放在固体渗碳炉里进行渗碳，选用由碳酸钡和木炭或碳酸钡、木炭和碳酸钠组成的固体渗碳剂，渗碳温度为860～930℃，保温时间为5～8h，渗碳后的被渗工件表面高合金层中的C含量达到0.7～1.5％，其所述的固体渗碳剂在使用后与新的固体渗碳剂按照7∶3～3∶1的比例混合可反复使用；V将渗完碳的被渗工件进行淬火和回火处理，淬火温度为1180～1260℃，加热时间随被渗工件尺寸而定为2～5分钟，在水中或油中冷却；回火温度为500～560℃，加热时间20～60分钟，回火1～2次，渗完碳的被渗工件即含钴表面超硬高速钢通过淬火和回火处理发生强烈的二次硬化，其硬化特征是通过析出细小弥散的合金碳化物和金属间化合物而发生硬化，通过淬火和回火处理后的被渗工件表面硬度达到1000～1150HV。