粉末冶金沉淀硬化高速钢制造技术

本发明专利技术提供了一种粉末冶金沉淀硬化高速钢，其化学成分按质量百分比计包含：

【技术实现步骤摘要】
粉末冶金沉淀硬化高速钢


[0001]本专利技术涉及一种新型高速钢，尤其涉及一种粉末冶金沉淀硬化高速钢
。

技术介绍

[0002]高速钢作为高速切削加工其他材料的首选材料，已广泛应用于加工制造领域
。
沉淀硬化钢是一种无碳铁基马氏体沉淀硬化工具合金，由于成分中
C
含量低，基本无碳化物析出，组织主要为铁基基体和
Fe
‑
Co
‑
Mo
‑
W
的金属间化合物
(
即
IMC)
，硬化效应是由于时效过程中析出的
IMC
颗粒所致
。
此类沉淀硬化高速钢具有良好的可磨削性和抗回火软化能力，尺寸稳定性好
。
[0003]采用传统的铸锻工艺制备时，受到工艺过程钢液缓冷凝固特点的限制，合金成分在凝固过程中容易发生偏析，这种不良的组织无法通过热加工方式得到有效解决，将对合金性能产生不良影响，导致高速钢性能上包括强度
、
韧性
、
可磨削性能等处于偏低水平，难以满足高端加工制造对材料性能和寿命的要求
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种具有良好组织和优异力学性能的粉末冶金沉淀硬化高速钢
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种粉末冶金沉淀硬化高速钢，其特征在于，按质量百分比计，该钢包括如下化学组分：/>[0007]Si
：
0.5
％
‑
1.2
％；
[0008]Co
：
16.0
％
‑
30.0
％；
[0009]W
：0％
‑
5.0
％；
[0010]Mo
：
15.0
％
‑
22.0
％；
[0011](Mo+W/2)
：
15.0
％
‑
23.0
％；
[0012]Ce
：
0.01
％
‑
0.1
％；
[0013]余量为铁和杂质；
[0014]且，所述沉淀硬化钢中的金属间化合物
(
即
IMC
相
)
为
μ
相，
μ
相的类型为
(Fe,Co)7(Mo+W/2)6。
[0015]本专利技术通过合金成分及配比的合理设计，在采用粉末冶金工艺制备沉淀硬化高速钢时可促进
μ
相的析出，从而提高钢的抗回火软化能力和韧性
。
[0016]Co(
钴
)
的作用是固溶于基体中，使合金成为马氏体钢，从而比铁素体合金的硬度和强度提高了一个档次，
Co
含量的增加会适当降低钢的韧性，在本专利技术中
Co
元素含量范围是
16.0
％
‑
30.0
％，优选为
18.0
％
‑
30.0
％
。
[0017]W(
钨
)
的熔点高，可增加钢的强度和回火稳定性，以及高温蠕变抗力，还可增加钢的抗回火软化能力，使得钢在加工和使用过程中表层升温少，硬度下降少，在本专利技术中
W
元
素含量范围是0％
‑
5.0
％，优选为0％
‑
3.0
％
。
[0018]Mo(
钼
)
的作用与
W
相同，能够完全取代
W
，且价格比
W
低
。
另一方面
Mo
含量越高，则
μ
相的开始析出温度越高，
μ
相的颗粒度也就越大，在本专利技术中
Mo
元素含量范围是
15
％
‑
22.0
％，优选为
15.0
％
‑
20.0
％
。
[0019]Si(
硅
)
不是碳化物形成元素，而是作为一种脱氧剂和基体强化元素来使用，能够提高钢的强度和硬度，但是
Si
过多会使基体的塑性和韧性下降，本专利技术的
Si
含量控制在
0.5
％
‑
1.2
％，且优选为
0.5
％
‑1％
。
[0020]Ce(
铈
)
在精炼阶段加入，能够与钢液中的氧
、
硫等反应生成化合物，并作为夹杂从钢液中排出，可起到脱氧
、
脱硫
、
改性的作用
。
[0021]作为上述方式的限定，按质量百分比计，所述粉末冶金沉淀硬化高速钢包括如下的化学组分：
[0022]Si
：
0.5
％
‑1％；
[0023]Co
：
18.0
％
‑
30.0
％；
[0024]W
：0％
‑
3.0
％；
[0025]Mo
：
15
％
‑
20.0
％；
[0026](Mo+W/2)
：
15.0
％
‑
21.5
％；
[0027]余量为铁和杂质
。
[0028]为了达到更好的综合性能，本专利技术粉末冶金沉淀硬化高速钢中的各化学组分应控制在要求范围之内
。
[0029]进一步的，至少
80
％体积分数的
μ
相的颗粒尺寸
≤1.5
μ
m。
[0030]进一步的，所述
μ
相的最大颗粒尺寸不超过
5.5
μ
m。
[0031]进一步的，所述粉末冶金沉淀硬化高速钢中所述
μ
相的体积分数为
12
‑
20
％
。
[0032]进一步的，所述粉末冶金沉淀硬化高速钢的硬度为
65HRC
以上，无缺口试样冲击韧性值为
11.0J
以上
。
[0033]本专利技术中，采用粉末冶金工艺制备沉淀硬化钢，能够解决元素偏析问题从而获得均一的组织结构，粉末冶金工艺制备沉淀硬化高速钢的主要步骤包括：雾化制粉
→
热等静压成型，钢液被快速冷却成粉末，钢液中的合金元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种粉末冶金沉淀硬化高速钢，其特征在于，其化学组分按质量百分比计包括：
Si
：
0.5
％
‑
1.2
％；
Co
：
16.0
％
‑
30.0
％；
W
：0％
‑
5.0
％；
Mo
：
15.0
％
‑
22.0
％；
(Mo+W/2)
：
15.0
％
‑
23.0
％；
Ce
：
0.01
％
‑
0.1
％；余量为铁和杂质；且，所述粉末冶金沉淀硬化高速钢中的金属间化合物为
μ
相，
μ
相的类型为
(Fe,Co)7(Mo+W/2)6。2.
根据权利要求1所述的粉末冶金沉淀硬化高速钢，其特征在于，其化学组分按质量百分比计包括：
Si
：
0.5
％
‑1％；
Co
：
18.0
％
‑
30.0
％；
W
：0％

【专利技术属性】
技术研发人员：张贝贝，吴立志，李惠，梁松涛，
申请(专利权)人：河冶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：