[發明專利]納米強化耐磨模具鋼制備工藝

無效

• 申請號: 201110358778.6
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102383030A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張新房;丁剛;丁家偉;耿德英;孫健;陳小妹;王偉浩
• 申請（專利權）人: 江蘇銀宇模具材料有限公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C33/06;C22C35/00
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1.一種納米強化耐磨模具鋼制備工藝，其制備工藝和步驟如下：

(1)原位合成納米顆粒預制塊制備工藝：

將純度大于或等于99％，粒度小于800μm的工業Ti粉，純度大于或等于99％，粒度小于400μm的工業Al粉、碳化硼粉和石墨粉，配制比例為B4C∶Ti∶Al∶C的摩爾比為2∶(40.2～13.4)∶(13.5～3.7)∶(20.43～3.9)，并按照上述粉體總重量的5％～10添加顆粒度為300nm的Al₂O₃；將按照上述比例配制好的原位合成納米顆粒原料裝入高能攪拌球磨機上球磨20h～40h后，制備成晶粒度小于100nm的原位合成TiB₂/Al₂O₃納米混合粉體；將所制備好的原位合成TiB₂/Al₂O₃納米混合粉體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1/30～1/10的聚乙烯醇稀溶液加入到球磨機內，充分攪拌，混合均勻，制成原位合成納米顆粒預分散粉體后倒出；將混合均勻后的含有預擴散原位合成納米顆粒的混合粉體置于烘箱中經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原位合成納米混合粉體∶硼砂∶碳酸鈉∶氯化銨按照納米顆粒混合粉體重量百分比為100∶1∶0.5∶0.5的比例配制并攪拌均勻；

b、將攪拌均勻的原位合成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100℃～380℃烘干即得到預擴散納米粉體混合料預制塊；

(3)納米強化耐磨模具鋼的制備成型工藝過程為：

a、采用鑄造生產工藝，將所述原位合成納米粉體混合料預制塊按模具鋼鋼水重量的0.1％～6％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按照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，高溫鋼水與鋼水包底的納米粉體混合料預制塊發生反應，預制塊在鋼水內原位合成TiB₂/Al₂O₃納米混合顆粒，將鋼水包調入電磁攪拌器中進行電磁攪拌約5～15分鐘，通過調整和控制電磁攪拌強度，使原位合成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

將已經擴散有原位合成TiB₂/Al₂O₃納米混合顆粒的模具鋼鋼水按照常規模具鋼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，即得到納米改性模具鋼鑄造坯料，按照常規加工工藝將含有TiB₂/Al₂O₃納米混合粉體改性的模具鋼鑄造坯料進行電渣熔鑄或鍛造成型，制造成所需幾何形狀和尺寸的納米強化耐磨模具鋼。

2.根據權利要求1所述的納米強化耐磨模具鋼，其特征是：納米強化模具鋼基體材質為各種熱作模具鋼、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，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。