[發明專利]一種鉆頭用高速工具鋼材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410009885.1
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103774045A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 章功國;王涇文;段宗銀;李純金;陳超;王淑妍;張少伍;王曉芬;謝勇
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市恒毅機械制造有限公司
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及合金材料領域，尤其涉及一種鉆頭用高速工具鋼材料及其制備方法。

背景技術

電鉆是一種應用廣泛的電動工具，在建筑、加工等領域有廣泛的應用。電鉆的主要原理是通過電動機的轉動，帶動驅動作業裝置，從而使鉆頭刮削物體表面以洞穿物體，鉆頭是電鉆必不可少的部件之一。

目前鉆頭材料主要是高速鋼和硬質合金，這兩種合金硬度高、耐磨、紅硬性好，而且保持一定韌性，但是電鉆在使用過程中，經常出現折斷、刀刃易磨損或者彎曲現象，鉆頭經常需要更換，主要是因為鉆頭材料的硬度、耐磨性、韌性等性能不能達到平衡。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉆頭用高速工具鋼材料及其制備方法，該磨球材料具有高強度、耐磨性好、紅硬性好的優點。

本發明的技術方案如下：

一種鉆頭用高速工具鋼材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.9-1.3、鎢8.2-8.4、鉬1.6-1.8、鉻6.1-6.3、硅1.5-1.7、錳1.3-1.5、鈷0.8-1.0、Sc0.1-0.14、Tb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質。

所述的鉆頭用高速工具鋼材料的生產方法，其特征在于：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：0.3-0.6比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）鉻、硅、錳；（2）鎢、鉬；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為21-25分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以250-260℃/小時速率升溫至750-770℃，再以270-280℃/小時速率降溫至580-600℃，再以250-260℃/小時速率升溫至920-930℃，保溫3-4小時；再以240-250℃/小時速率降溫至610-620℃，保溫50-70分鐘，再以240-250℃/小時速率降溫至180-200℃，保溫2-3小時；再以150-170℃/小時速率升溫至370-380℃，保溫40-50分鐘，再以150-170℃/小時速率升溫至520-530℃，保溫2-3小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：白云石13-15、粘土30-35、三氧化二鋁2-3、納米鈦白粉2-3、鋁粉1-2、三聚磷酸鈉1-2、三氧化二鐵2-3、瑩石6-8、玉石粉3-4、蒙脫石1-2、樹木灰燼1-2、Na₂TiF_6?8-10；其制備方法是將白云石、粘土、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2500-3000℃，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。

本發明的有益效果

本發明高速鋼減少了鎢和鉬的用量，添加了Sc、Tb，增加了強度和耐磨性，保持了足夠的硬度，還具有良好的韌性，用該合金鋼制作的鉆頭不易折斷，使用壽命長；本發明通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，通過使用廢鐵作為原料，使合金品質均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高了成品率。

具體實施方式

一種鉆頭用高速工具鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.9-1.3、鎢8.2-8.4、鉬1.6-1.8、鉻6.1-6.3、硅1.5-1.7、錳1.3-1.5、鈷0.8-1.0、Sc0.1-0.14、Tb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質。

所述的鉆頭用高速工具鋼材料的生產方法為：

（1）、準備生鐵與廢鐵按1：0.4比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為：（1）鉻、硅、錳；（2）鎢、鉬；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。