[發明專利]納米粉體改性強化模具鋼制備工藝

無效

• 申請號: 201010199687.8
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101880746A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 謝宗翰;丁剛;丁家偉;耿德英;孫健;強穎懷
• 申請（專利權）人: 江蘇新亞特鋼鍛造有限公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種納米粉體改性強化模具鋼制備工藝，其特征是：采用塊體分散鑄造法在模具鋼中添加納米顆粒粉體對模具鋼進行改性強化，采用的具體步驟如下：

(1)納米顆粒預處理工藝：

a、在容器中按照納米顆粒混合粉體與乙醇的比例為1g/5m1～1g/20m1倒入分析純乙醇，將所需加入的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物納米顆粒或碳化物、氮化物、硼化物、氧化物之中的任何兩種及其兩種以上材質的納米顆粒的混合體所組成的復合體納米顆粒，放入含有分析純乙醇的容器中，攪拌，充分潤濕，

c、將經過預處理后的納米顆粒與預擴散用的顆粒度為100～400目的鐵粉按照重量百分比1∶0.5～1∶2的比例稱取，放入攪拌球磨機內進行攪拌混合均勻后，將占上述混合物體積1/40～1/8的聚乙烯醇稀溶液加入到球磨機內，充分攪拌，混合均勻，制成納米顆粒預分散粉體后倒出；

b、將混合均勻后的含有預擴散納米顆粒的上述混合物置于烘箱中烘烤，經70℃～100℃的溫度烘烤干燥；

(2)納米顆粒分散預制塊制備工藝：

a、將經過上述預處理后的含有預擴散鐵粉的納米顆粒混合粉體∶硼砂∶碳酸鈉∶氯化銨∶水按照納米顆粒混合粉體重量百分比為100∶1∶0.5∶0.5∶8～10的比例稱取原料，將硼砂和碳酸鈉與氯化銨加入水中邊加熱邊攪拌，直至熱水完全溶解得硼砂和碳酸鈉與氯化銨的水溶液，將含有預擴散鐵粉的納米顆粒混合粉體加入已經溶解了硼砂和碳酸鈉與氯化銨的水溶液中進行攪拌均勻；

b、將攪拌均勻的納米顆粒混合粉體用模具制成塊狀或粒狀坯料，將所制備好的塊狀或粒狀坯料經150℃～350℃烘干即得到預擴散納米粉體混合料預制塊；

(3)納米粉體改性強化模具鋼的制備成型工藝過程為：

a、采用鑄造生產工藝，將所述納米粉體混合料預制塊按模具鋼鋼水重量的0.1％～5％加入量稱取后，將其放在鋼水包的底部，將所需成分的模具鋼或金屬耐磨材料按照常規冶煉工藝要求進行冶煉和精煉后倒入已放入納米粉體混合料預制塊的鋼水包內，將鋼水包調入電磁攪拌器中進行電磁攪拌5～15分鐘，使納米粉體混合料預制塊在鋼水中分散后形成充分擴散，均勻分布在模具鋼鋼水中；

b：澆注成型

將已經擴散有納米顆粒的模具鋼或金屬耐磨材料鋼水按照常規模具鋼或金屬耐磨材料鑄造成型工藝進行金屬型鑄造、砂型鑄造、負壓實型鑄造、離心鑄造、真空鑄造成型，即得到納米粉體改性強化模具鋼或金屬耐磨材料鑄造坯料；

C、對成型后的納米粉體改性強化模具鋼鑄造坯料，按照常規加工工藝進行電渣熔鑄或鍛造成型加工、軋制成型加工，制造成所需幾何形狀和尺寸的納米粉體改性強化模具鋼。

2.根據權利要求1所述的納米粉體改性強化模具鋼，其特征是：納米粉體改性強化模具鋼基體材質為目前國內外所應用的各種熱作模具鋼、冷作模具鋼、塑料模具鋼、高速鋼、耐熱不銹鋼、高溫合金、工具鋼和各種成分的金屬耐磨材料，其化學成分重量百分比為上述各種模具鋼、高速鋼、耐熱不銹鋼、高溫合金、工具鋼和各種成分的金屬耐磨材料的標準型組分及重量百分比含量或改進型組分及重量百分比含量。

3.根據權利要求1所述的納米粉體改性強化模具鋼，其特征是：所加入的納米顆粒為各種碳化物、氮化物、硼化物、氧化物或碳化物、氮化物、硼化物、氧化物之中的任何兩種及其兩種以上的混合體所組成的復合體，納米顆粒直徑小于100nm或小于500nm，添加量為模具鋼重量百分比的0.1％～5％。