[發明專利]時效硬化工具鋼合金粉劑

無效

• 申請號: 00124470.1
• 申請日: 2000-09-08
• 公開（公告）號: CN1288977A
• 公開（公告）日: 2001-03-28
• 發明（設計）人: 魏琪;陳景榕;馬捷;朱學軍;胡強;熊第京
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00;C23C4/08
• 代理公司: 北京工業大學專利代理事務所
• 代理人: 張燕慧

一種時效硬化工具鋼合金粉劑屬于金屬粉劑制造技術領域。

時效硬化工具鋼是指具有典型工具鋼特性，但不象現有普通工具鋼通過碳化物析出產生二次硬化，而是通過金屬間化合物析出，即通常所說的時效，獲得高硬度及熱強性的一種新型的工具材料。時效硬化工具鋼含碳量極低，在淬火狀態硬度不高，容易進行切削加工，時效后硬度大幅度提高，可用于高硬度耐磨零件的制造。但是由于時效硬化工具鋼需要真空冶煉、材料價格昂貴、鍛造性能不太理想，影響了該種合金鋼在工業生產中的實際應用。

噴焊、熔敷和熱噴涂是工程中常用的三種工件表面改性方法，這三種方法都可以通過把某種合金粉末熔敷或涂敷在零件表面上，而使零件具有耐磨、耐熱、耐腐蝕等特殊性能。但是，目前傳統的高硬度耐磨合金粉劑，都是通過碳化物的析出使金屬強化的，由于其含碳量高，堆焊金屬韌性很差，極易產生裂紋，而且硬度也滿足不了使用的要求。

本發明的目的在于提供一種高硬度、高韌性、高紅硬性及具有良好耐磨性的時效硬化工具鋼合金粉劑。

本發明的特征在于金屬原料的重量配比為：Co：5～25％,Ni：1～14％,Mo：0～16％,W：0～20％,Fe-Mo：0～26,Fe-W：0～28,Ti：0～4％,Fe-Ti：0～6％,Al：0～3％,RE：0～1％,Te：0～1％,Se：0～1％,Cr：0～1％，其余為Fe,RE為混合稀土，各選擇性組分中至少有一種不為零。

以上所述的金屬原料可選用絲狀、塊狀、粉狀的金屬或合金。

該焊絲熔敷金屬成分為(重量％)：C：≤0.03％,Co：3～25％,Ni：1～14％,Mo：3～18％,W：5～25％,Ti：0～2％,Al：0～2％,RE：≤0.06％,Te：≤0.05％,Se：≤0.05％,Cr：≤0.5％,Mn：≤0.5％,Si：≤0.5％,P：≤0.02％,S：≤0.02％，余量為Fe。

合金粉劑采用金屬粉常規工藝制作，制作時選用各種金屬原料如絲狀、塊狀、粉狀的金屬或合金，按比例添加并經真空或惰性氣體保護熔煉，再經過惰性氣體噴粉制成合金粉劑。在合金粉劑制作過程中，嚴格控制熔煉的真空度和惰性氣體的純度，最大限度的降低原材料中C,S,P等雜質成分的含量。

本發明提供了一種性能優異的時效硬化工具鋼合金粉劑。該合金粉通過噴焊、熔敷或熱噴涂等加工方法，在零件表面上形成的熔敷或涂敷層具有典型的工具鋼特性，熔敷或涂敷層在較快速度冷卻條件下不易產生裂紋，硬度為HRC45左右，容易進行切削加工，時效后硬度大幅度提高可達HRC65～67，無缺口沖擊韌性值為30J左右，韌性相同時紅硬性高于傳統高速鋼，在加熱到650℃，保溫4小時后硬度HRC為60左右，抗回火軟化性比傳統高速鋼高100℃左右，較好地克服了傳統的高硬度耐磨合金粉韌性不好、抗裂性差和硬度不高的不足，而且還具有更優良的紅硬性。該合金粉劑可用于高性能超硬模具、軋輥、閥門和刀具等要求高硬度、高韌性、高耐磨性和紅硬性零件的制造和修復。

實施例：

例一：Co：15％,Ni：3％,Mo：1.3％,Fe-Mo：13.8％,W：2.6％,Fe-W：12.4％,Ti：0％,Fe-Ti：1％,Al：0.1％,RE：0.03％,Te：0％,Se：0％,Cr：0％,Fe：50.77％。熔敷后HRC46.6，時效后HRC67，韌性29J，紅硬性：650℃，保溫4小時，硬度為HRC62.5。

例二：Co：20％,Ni：4％,Mo：0％,Fe-Mo：13.3％,W：0％,Fe-W：17.2％,Ti：0％,Fe-Ti：1％,Al：0.1％,RE：0.02％,Te：0％,Se：0％,Cr：0％,Fe：44.38％。熔敷后HRC45，時效后HRC68.1，韌性27.3J，紅硬性：650℃，保溫4小時，硬度為HRC63。

例三：Co：18％,Ni：7％,Mo：0％,Fe-Mo：18.7％,W：0％,Fe-W：12.4％,Ti：0％,Fe-Ti：1％,Al：0.1％,RE：0.03％,Te：0％,Se：0％,Cr：0％,Fe：42.77％。熔敷后HRC44.9，時效后HRC67.3，韌性29J，紅硬性：650℃，保溫4小時，硬度為HRC62.5。

例四：Co：10％,Ni：8％,Mo：1.2％,Fe-Mo：13.7％,W：2.6％,Fe-W：12.4％,Ti：0％,Fe-Ti：1％,Al：0.1％,RE：0.05％,Te：0％,Se：0％,Cr：0％,Fe：50.95％。熔敷后HRC45.1，時效后HRC66，韌性31J，紅硬性：650℃，保溫4小時，硬度為HRC60.5。