[發明專利]具有高抗磨損性的材料

在審

• 申請號: 201310167092.8
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103388108A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 格爾特·凱萊齊;德夫里姆·卡利斯坎奧盧
• 申請（專利權）人: 百樂特殊鋼有限兩合公司
• 主分類號: C22C38/30
• 分類號: C22C38/30;C22C38/24;C22C33/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 車文;張建濤

技術領域

本發明涉及借助粉末冶金方法的萊氏體工具鋼的制作，該PM材料具有均質的機械特性、改進了的耐磨性和高的硬度潛能。

背景技術

由于其成分組成而萊氏體地固化的高合金工具鋼，在鑄造狀態下在組織中經常局部地具有粗碳化物和在組織中的碳化物堆積，其在鑄塊的熱成形時成條形定向，并且最后依賴于變形方向地形成碳化物行或者變形構造。這種組織結構關于各自部分的應力方向造成了材料的非均質的特性特征。

為了得到高合金工具鋼的均質的并且改進了的材料特性，公知的是：采用一種粉末冶金的制造方法，該方法保證了小的碳化物在基體中的均勻的分布。

在PM方法中，通過高速度氣流實現了把液態鋼分成小液滴，小液滴以高速度來固化，并且在此，在小液滴中形成了細碳化物相。借助隨后的、在模具中的粉末的熱等靜壓（HIPen），通過熔結制作HIP-塊，該HIP-塊是可熱變形的，并且有利的是，在任何情況下該HIP-塊都在材料中具有小的碳化物相的均勻的分布。

以這種形式制作的材料在其機械特性上是盡可能地均質的并且是能較好加工的，但是由于基體結構使這種材料只具有受限制的硬度潛能。對于專業人士來說，硬度潛能的概念是：在從奧氏體組織范圍轉化為馬氏體的、帶有殘余奧氏體的材料的回火時，硬度提高的程度。

此外，如已知的這樣：在相同的化學的合金成分組成情況下，雖然在傳統制作情況下基體中存在一樣高的碳化物相量，但相比之下，PM材料也許是輕微較少地耐磨的。

發明內容

那么，本發明基于如下任務：描述一種開頭所述的類型的方法，借助這種PM材料在保持機械特性均質的情況下，獲得改進了的耐磨性和提高了的硬度潛能。

此外，本發明的目的是：實現一種有高硬度潛能和高耐磨粒磨損性的由萊氏體工具鋼合金制成的粉末冶金地制作的材料。

該任務根據本發明、在按照萊氏體工具鋼合金的PM方法制作時得以解決：其中，HIP塊和/或由其加工制造的半成品在超過1100℃溫度的、但至少比最低的熔解組織相的融化溫度低10的情況下、用超過12小時持續時間高溫退火，并且提高了該材料的平均碳化物相大小至少65%，圓化了其表面形狀，以及均勻化了基體，在這之后，其后續加工成具有高耐磨性的工具或者承受磨損的零件。

根據本發明方法的優點是：基于擴散地、在溫度超過1100℃時，一方面，擴大了碳化物相，另一方面實現了基體的均勻化，其中，在材料的未硬化狀態，強度特性基本保持一樣，斷裂延伸率和特別是斷面收縮率被提高了，由此獲得了加工制作優勢和特性優勢。

如果零件在以根據本發明的時間段的高溫退火后加工和/或加工制作，那么，在高的材料負載時、尤其在拉伸時，基本避免了開裂傾向。

在通過根據本發明制作的高合金的材料的硬化和回火的熱調制處理時，在較小的硬化溫度下就能達到高的回火硬度值。

此外，令人驚喜的是：高溫退火的和調制的PM材料，在例如84%的相同的碳化物相量、但明顯升高了的碳化物相大小時，在標準的磨損試驗中，與相同地生產制造的未高溫退火的標準化試樣相比，明顯地必要時，具有改進了多于30%的耐磨性。

本發明的優點能非常清楚的實現，當作為工具鋼合金使用具有如下化學成分組成（重量%）的高速鋼材料：