一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法技术

技术编号：41978255 阅读：14 留言：0更新日期：2024-07-12 12:10

本发明专利技术公开了一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，包括如下步骤：(1)将粉末冶金高速钢盘条加热至300～600℃进行预拉拔；(2)将预拉拔后的粉末冶金钢丝先加热至850～900℃，而后冷至720～780℃等温，进行组织分级细化处理；(3)对细化处理的钢丝进行小应变单道次冷拉拔，应变量控制在0.2以下；(4)将拉拔钢丝加热至400～550℃进行活化处理；(5)将活化处理的钢丝升温至720～820℃，进行等轴细晶化处理，而后水冷至室温即可。本发明专利技术方法能够细化粉末冶金高合金高速钢线材组织，提升线材组织中二次碳化物弥散度，从而提高线材加工塑性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法。

技术介绍

1、高速钢广泛应用于制造各种铣刀、刨齿刀、车刀、麻花钻、双金属锯条等高效精密工具，是装备制造业的重要基础材料。高速钢工具多采用高速钢钢丝制造，其制备流程为：冶炼→精炼→浇铸→电渣重熔→锻造→轧制→冷拔/冷轧→中间退火→钢丝→成品退火。然而，上述铸锻工艺生产的高速钢容易产生碳化物粗大、分布不均匀、带状组织偏析等问题，无法满足高端刀具对组织质量的严格要求。

2、粉末冶金工艺利用合金液滴雾化获得极快的冷却速度，能够抑制元素偏析，从而突破传统铸锻高速钢存在的严重组织偏析、无法进一步高合金化的问题，是制备高端高速钢刀具的先进工艺。然而现有粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法存在的问题为：得到的线材组织中具有大量的碳化物颗粒，且碳化物多以微米级的一次碳化物为主，尺寸细小的亚微米级二次碳化物数量极少，一方面导致线材的塑性恶化，加工过程容易断裂，另一方面对最终产品的性能也会产生负面影响，即为保证淬火硬度而必须提高淬火温度，导致晶粒粗化、韧性下降。

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，该方法能够提升粉末冶金高合金高速钢线材组织中二次碳化物数量，细化线材组织结构，提高线材塑性，从而利于后续加工。

2、技术方案：本专利技术所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，包括如下步骤：

3、(1)采用磁感应加热方式将粉末冶金高速钢盘条加热至300～600℃进行预拉拔；

4、(2)将预拉拔后的粉末冶金钢丝先加热至850～900℃，而后冷却至720～780℃等温，进行组织分级细化处理；

5、(3)对细化处理的钢丝进行小应变量冷拉拔，应变量控制在0.2以下；

6、(4)将拉拔钢丝加热至400～550℃进行活化处理；

7、(5)将活化处理的钢丝升温至720～820℃，进行等轴细晶化处理，而后水冷至室温即可。

8、其中，步骤(1)中，加热方式为采用电磁感应方式加热，磁感应加热不仅是温度的作用，更主要是利用磁场诱发碳化物析出，其他加热方式不同时具备这样的条件。

9、其中，步骤(1)中，预拉拔应变量为0.1～0.3。

10、其中，步骤(2)中，在850～900℃下加热1～3h；在720～780℃下等温处理时间为4～8h。

11、其中，步骤(4)中，活化处理时间为30min～2h。

12、其中，步骤(5)中，等轴细晶化处理时间为10min～1h。

13、其中，重复步骤(3)～(5)不低于两次，增强上述组织控制效应。

14、专利技术原理：本专利技术方法通过对粉末冶金高速钢盘条在300～600℃温区进行电磁热拉拔，利用电磁热诱导析出铁磁性的fe3w3c(m6c)碳化物，为后面分级热处理亚微米级二次碳化物析出提供形核位点；通过分级热处理，即先将预拉拔钢丝加热至850～900℃、再冷却至720～780℃等温，以电磁热诱导析出的碳化物为核心，诱发析出大量的亚微米级二次碳化物，细化钢丝组织，提升钢丝室温拉拔塑性；对钢丝进行小应变单道次冷拉拔，使部分碳及合金元素回溶；通过在400～550℃下活化处理，使拉拔缺陷处碳原子浓度升高，激活形成大量细小的碳化物形核位点，为等轴细晶化处理再次析出碳化物奠定基础；最后对钢丝在720～820℃下进行等轴细晶化处理，使钢丝形成等轴细晶组织，析出亚微米级碳化物，并通过随后的水冷处理，抑制对钢丝塑性不利的三次碳化物析出；重复步骤(3)～(5)三次及以上，能够进一步增强上述组织控制效应。

15、有益效果：相比于现有技术，本专利技术具有如下显著的优点：本专利技术方法能够细化粉末冶金高合金高速钢线材组织，提升线材组织中二次碳化物弥散度，从而提高线材加工塑性，并且能够使线材在后续高温淬火加工成刀具过程中，降低淬火温度和时间也能达到高的硬度，从而细化淬火后晶粒尺寸，使刀具同时具有良好的韧性和高硬度。

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【技术保护点】

1.一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(1)中，加热方式为采用电磁感应方式加热。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(1)中，预拉拔应变量为0.1～0.3。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(2)中，在850～900℃下加热1～3h。

5.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(2)中，在720～780℃下等温处理时间为4～8h。

6.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(4)中，活化处理时间为30min～2h。

7.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(5)中，等轴细晶化处理时间为10min～1h。

8.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：重复步骤(3)～(5)不低于两次。

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【技术特征摘要】

1.一种粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(1)中，加热方式为采用电磁感应方式加热。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(1)中，预拉拔应变量为0.1～0.3。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金高合金高速钢线材的加工方法，其特征在于：步骤(2)中，在850～900℃下加热1～3h。

5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪峰，肖禹，高尚瑞，姜禹，方峰，蒋建清，刘博，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：

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