[發明專利]適用于單晶金剛石切削的超細晶鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201110322389.8
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102337479A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 房豐洲;李占杰;宮虎;張效棟
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C33/06;C22B9/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

1.一種適用于單晶金剛石切削的超細晶鋼，其特征是化學成份及重量百分含量為：碳：0.21-0.3，鎳：5.1-5.3，銅：1.1-1.2，硅：0.5-0.6，鋁：3.1-4.0，鉻：0.15-0.2，鉬：0.4-0.5，錳：1.2-1.5，釩：0.08-0.1，鈦：0.4-0.5，鈮：0.05-0.09，硼：0.0008-0.0015，鎂：0.006-0.007，鐵：余量。

2.采用權利要求1的化學成份制備適用于單晶金剛石切削的超細晶鋼的方法，其特征在于，最先加入低碳鋼850～950公斤，金屬鎳65～75公斤，金屬銅9～15公斤，鈮鐵合金1.1～1.4公斤，鉬鐵合金6～8公斤熔化后，加入鉻鐵合金3～4.2公斤，硅鐵合金8.5～10公斤，釩鐵合金11～14公斤，低碳錳鐵合金18～22公斤，鈦鐵合金9～12公斤，待熔融后加入硼鐵合金0.2～0.5公斤，金屬鋁95～115公斤，最后將金屬鎂0.3～0.5公斤以包芯線的方式射入增壓電渣重熔爐內，以氮氣作為保護氣，在重熔熔煉過程中連續均勻地往渣池加入納米級粉體形核劑，獲得晶粒尺寸小于1μm的超細晶鋼。

3.如權利要求2所述的方法，其特征是所述的納米級粉體為ZrC、ZrO₂、TiC、TiO、TiN、NbN、ZrN或NbC納米級粉體顆粒。

4.如權利要求2所述的方法，其特征是所述的熔煉方法為增壓電渣重熔法。

5.如權利要求2所述的方法，其特征是獲得的超細晶鋼進行粗加工接近工件設計尺寸，然后再半精加工、精加工使工件達到較小的形貌誤差；對精加工工件的待加工表面進行表面改性處理，獲得適合單晶金剛石切削的化合物層。

6.如權利要求5所述的方法，其特征是所采用的表面改性為化學熱處理且不局限于一種，采用低溫氣體滲氮或低溫離子滲氮，以減小工件變形，同時，超細晶為滲氮時氮原子的擴散提供大量通道，明顯提高滲氮速度，在相同的滲氮條件下，大幅度減小滲氮時間即降低氮勢門檻值，從而獲得單晶金剛石可切削的化合物層厚度明顯增大且均勻；低溫滲氮獲得的化合物層主要成分為Fe_2-3N和Fe₄N；切削深度要小于化合物層厚度。