【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含钼锰钢，具体是一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢及其制备方法。
技术介绍
1、锰钢是一种高强度的钢材，主要特点是其高强度、高硬度和良好的耐磨性。锰钢作为传统的耐磨钢，在抵抗强冲击、高应力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面，其耐磨性是其他材料所无法比拟的。此外，锰钢还具有较好的韧性和抗腐蚀性，表现出良好的抗拉强度、抗冲击性能和耐磨性能，适用于各种高强度的工作环境。由于其高强度和耐磨性，锰钢在这些领域中表现出色，能够承受较大的压力和磨损，锰钢的应用领域非常广泛，常用于制造机械零件、汽车零件、铁路车辆、桥梁、挖掘机、装载机等设备。然而随着锰含量的增加，锰钢的热导率急剧下降，导热性差；线膨胀系数上升，快速加热或冷却时会形成较大内应力，零部件的开裂倾向增大；且加工时热量不易导出，容易发生热变形，不利于对锰钢进行热加工。因此，我们提出一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种含钼元素的导热性奥氏体的制备方法，包括以下工艺：
3、将生铁和纯铁，混合熔炼；加入铬铁、锰铁、钼铁、钛铁、铌铁和氮化铬，继续熔炼，形成钢液；出炉浇注筑，得到坯料；热处理，得到奥氏体锰钢。
4、进一步的，奥氏体锰钢包括以下质量组分：碳（c）:1.2～1.5%、锰（mn）:6～9%、钼（mo）:1～2%
5、进一步的，熔炼温度在1420～1480℃。
6、进一步的，氮化铬的加入温度在1550～1570℃，而后继续熔炼40～60min。
7、进一步的，出炉温度1520～1550℃，浇注温度1370～1420℃。
8、进一步的，热处理的工艺条件为：加热至1080～1130℃，保温90～100min。
9、进一步的，热处理工艺为：先以50～100℃/h的升温速度升温至650～700℃，保温1～3h；再以100～150℃/h的升温速度升温至1050～1110℃，保温90～100min；而后水冷，水温10～20℃，水冷后水温≤45℃。锰钢组织发生奥氏体转化，其韧性得到提高。
10、在上述技术方案中，锰钢中的铬（cr），能够与钢中的元素碳结合，形成硬质碳化物，从而提高锰钢的硬度及其耐磨性，使其能够更适用于各种工况环境中。且铬能够在钢的表面形成一层致密氧化膜，阻止了氧气、水分与钢基体的直接接触，从而提高了锰钢的耐腐蚀性能，使其能够在潮湿、腐蚀环境中有着良好应用。
11、元素钼（mo）是较强的碳化物形成元素，能够与锰钢中的碳形成碳化物，并弥散分布于钢中，能够优化奥氏体锰钢中碳化物的形态和分布，减少锰钢中的缺陷，抑制位错运动，这有助于提高锰钢的热导率；同时其周围溶质原子贫化，这能够进一步提高其热导率。钼的碳化物具有较高的熔点和硬度，并能够在一定程度上固定锰钢中的其他碳化物，抑制渗碳体聚集，促进碳化物以细小尺寸弥散分布，强化锰钢的奥氏体组织，提高其硬度和强度，这有助于改善锰钢的耐磨性，减少其在摩擦、磨损下的损伤，热稳定、机械稳定和耐腐蚀性能良好。在高温下，钼元素能够与铁形成稳定的固溶体，从而提高了锰钢的高温强度和塑性，改善其热性能。但若钼在锰钢中的含量过多，热处理后则会固溶于钢基体中，因其与铁原子间尺寸差较大，会产生极大的极位电势，引起晶格畸变，晶界强化效应和冲击韧性下降；对电子的散射作用增强，导热性下降，对锰钢的综合性能不利。
12、元素硅的加入，能够细化晶粒，使得锰钢的强硬度、耐磨性得到提高；并能够改善其热稳定性、抗氧化能力。而少量的元素氮，在锰钢中主要以氮化物的形式存在，提高钢的硬度和强度，改善其耐磨性、耐蚀性，使其更适应各种工况环境；并能够提高其塑性、韧性，增强锰钢的抗冲击能力。但过量的氮会导致钢材的塑性和韧性下降，易引起脆性断裂的出现。铌能够以碳化物的形式存在于坯料中，改善其硬度和强韧性；在热处理后部分熔于奥氏体锰钢中，能够抑制组织晶粒的长大，提高其淬透性，奥氏体锰钢能够获得更高的硬度，耐磨性得到提高。
13、进一步的，热处理后，依次进行渗钼、气相沉积，形成钼层；
14、渗钼的工艺条件为：极间距18mm，源极电压650v，源极电流1.4～1.6v，阴极电压400v，阴极电流3.8～4.0a，温度940～960℃，气氛为氩气，工作气压35pa，源极为纯钼，溅射1～3h后；在掩膜下进行无源极溅射，时长30～90min；
15、气相沉积的工艺条件为：以六氟化钼和氢气为原料，沉积温度为1000～1100℃，压强2.0～2.7kpa，时长90～120min。
16、进一步的，气相沉积后，取合金粉末对奥氏体锰钢进行激光熔覆，形成熔覆层；
17、激光熔覆的工艺条件为：激光功率1150～1250w，扫描速度3.5～4.5mm/s，送粉速度7.0～8.0g/min；激光光斑直径1.5mm，搭接率60%，离焦量15mm，送粉气体和保护气体均为氩气。
18、进一步的，熔覆层的厚度为1.5～2.0mm。
19、进一步的，合金粉末为45～106μm的ni60合金粉末、氮化铝复合粉末，体积比为（5～7）∶（3～5）；
20、使用前，于150℃温度下干燥60min，以去除水分。
21、进一步的，ni60合金粉末包括以下质量组分：碳0.6～1.0%、硅3.0～4.5%、铬14～17%、硼2.5～4.5%、铁＜15%、镧0.04～0.07%，余量为镍。
22、进一步的，激光熔覆前，奥氏体锰钢于150℃温度下保温预热60min。
23、在上述技术方案中，通过激光熔覆技术，使合金粉末在飞行空间中熔化，在奥氏体锰钢的表面形成微熔池，合金液与锰钢形成冶金结合，并形成熔覆层，整体枝晶组织细小，晶间成分差异小，晶粒分布均匀，组织中存在硬质硼化物、碳化物，稀土镧的加入使得化合物更为细小，分布弥散，能够抑制有害杂质在晶界上的偏聚，降低组织脆性，缓解熔覆层与锰钢基体间的性能梯度差异，能够有效提高基体表面硬度，且耐磨、耐蚀性、抗高温氧化性良好。镍基熔覆层表面粗糙度低，熔覆后零件的机加工量减少；金属镍的导热性更好，当其作为熔覆层设置在锰钢表面时，能够平整表面，去除氧化层；并能够减少热量积聚，优化热量分布，促进温度的快速传导和均匀分布，缓解局部过热，从而有效提高锰钢整体的导热能力。
24、通过以氮化铝复合粉末为原料，使得熔覆层中含有氮化铝，氮化铝具有极高的导热性能和硬度，能够进一步增强熔覆层的硬度、导热性，锰钢整体的导热能力的耐磨性能得到有力促进。
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【技术保护点】
1.一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：
2.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述奥氏体锰钢包括以下质量组分：碳:1.2～1.5%、锰:6～9%、钼:1～2%、铬:2～4%、硅:0.8～1.0%、氮:0.1～0.5%、钛:0.06～0.10%、铌:0.05～0.07%、磷≤0.07%、硫≤0.04%，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：出炉温度1520～1550℃，浇注温度1370～1420℃。
4.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述热处理的工艺条件为：以50～100℃/h的升温速度升温至650～700℃，保温1～3h；再以100～150℃/h的升温速度升温至1050～1110℃，保温90～100min；而后水冷。
5.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：热处理后，依次进行渗钼、气相沉积，形成钼层；
6.根据权利要
7.根据权利要求6所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述合金粉末为Ni60合金粉末、氮化铝复合粉末，体积比为（5～7）∶（3～5）。
8.根据权利要求7所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述Ni60合金粉末包括以下质量组分：碳0.6～1.0%、硅3.0～4.5%、铬14～17%、硼2.5～4.5%、铁＜15%、镧0.04～0.07%，余量为镍。
9.根据权利要求7所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述氮化铝复合粉末由以下工艺制得：
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢。
...【技术特征摘要】
1.一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：
2.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述奥氏体锰钢包括以下质量组分：碳:1.2～1.5%、锰:6～9%、钼:1～2%、铬:2～4%、硅:0.8～1.0%、氮:0.1～0.5%、钛:0.06～0.10%、铌:0.05～0.07%、磷≤0.07%、硫≤0.04%，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：出炉温度1520～1550℃，浇注温度1370～1420℃。
4.根据权利要求1所述的一种含钼元素的导热性奥氏体锰钢的制备方法，其特征在于：所述热处理的工艺条件为：以50～100℃/h的升温速度升温至650～700℃，保温1～3h；再以100～150℃/h的升温速度升温至1050～1110℃，保温90～100min；而后水冷。
5.根据权利要求1所述的一种含钼元素的...
【专利技术属性】
技术研发人员：董赵勇，邱磊，曹鹏飞，李海洋，吴军，昝玉明，李秀峰，袁将春，瞿桂华，张强，
申请(专利权)人：江苏甬金金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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