[發明專利]一種金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼

在審

• 申請號: 201710099403.X
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106702281A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 侯春樹;張松;曾虹;高建芳
• 申請（專利權）人: 深圳市卡德姆科技有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/24;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/30;B22F1/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)11638
• 代理人: 張廷利

技術領域

本發明涉及高速工具鋼技術領域，更具體地說，本發明涉及一種金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼。

背景技術

工具鋼因其高硬度特性而大量用于模具、治具、刀具及需高速切削金屬材料，例如：SKH51(M2)、SKH10(T15)、SKD61(H13)、SKD11(D2)…等。傳統的制造方式是先以熔煉法作出鑄錠再經過鍛造、擠制等塑性加工制成以制作成品，但因熔煉制程容易產生碳化物的偏析及晶粒粗化，同時因加工因素此碳化物或不純物或中間相常具有方向性，所以其機械性質并不理想。另一制程是以傳統粉末冶金的干壓燒結或金屬注塑制程所得到的產品因無熔融過程所以產品不會產生偏析及方向性，若有偏析也只止于單顆粉體內，因此在韌性、切削性及耐磨耗等性能均優于鑄造制程。此類合金的組成成份特殊所以其燒結溫度范圍(燒結窗)非常狹窄，也就是說要同時達到下列特性要求是有相當難度：(1)密度高；(2)變形少；(3)細晶化；(4)晶界不產生連續碳化物。低溫燒結雖可以降低產品變形、晶粒粗化及晶界網狀碳化物的生成，但產品的密度低機械性能差無法發揮材料特性。而高溫燒結產品密度雖然可以提升，但燒結溫度過高，產品將伴隨著變形、晶粒粗化及晶界網狀碳化物的生成，同樣也會降低此類材料的機械性能。

目前習知的改善方法是運用超固相線及液相線燒結技術處理及使用高均溫性的燒結爐，但其改善效果仍有局限。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供了一種金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼，解決了高速工具鋼的燒結窗狹窄問題，而降低燒結溫度的主要方式是通過配制超細金屬粉體或者奈米金屬粉體及母合金相金屬粉體的方式，從而降低了燒結溫度，提高了高速工具鋼的機械性能。

為了實現上述目的，本發明提供了一種金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼，包括第一粉體和第二粉體，所述第一粉體為母合金相金屬粉體，所述第二粉體為超細金屬粉體或者奈米金屬粉體。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述高速工具鋼還包括形狀不規則的金屬粉體。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第一粉體和所述第二粉體內均含有鐵元素，且所述第一粉體內的鐵元素和所述第二粉體內的鐵元素之和在高速工具鋼內的重量百分比為80.4～85.5％；所述第一粉體剩余化學成分在高速工具鋼內的重量百分比為：Cr 3.75～4.5％，Mo 4.5～5.5％，C 0.78～0.88％，V 1.75～2.2％，Mn 0.15～0.4％，Si 0.2～0.45％，W 5.5～6.75％。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第一粉體和所述第二粉體內均含有鐵元素，且所述第一粉體內的鐵元素和所述第二粉體內的鐵元素之和在高速工具鋼內的重量百分比為79.4～82.0％；所述第一粉體剩余化學成分在高速工具鋼內的重量百分比為：Cr 3.75～5.0％，Mo 1％，C 1.5～1.6％，V 4.5～5.25％，Mn 0.15～0.4％，Si 0.15～0.4％，W 11.75～13％，Co 4.75～5.25％。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第一粉體和所述第二粉體內均含有鐵元素，且所述第一粉體內的鐵元素和所述第二粉體內的鐵元素之和在高速工具鋼內的重量百分比為90.3～93.8％；所述第一粉體剩余化學成分在高速工具鋼內的重量百分比為：Cr 4.75～5.5％，Mo 1.1～1.75％，C 0.32～0.45％，V 0.8～1.2％，Mn 0.2～0.5％，Si 0.8～1.2％。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第一粉體內和所述第二粉體內均含有鐵元素，且所述第一粉體內的鐵元素和所述第二粉體內的鐵元素之和在高速工具鋼內的重量百分比為84.2～86.9％；所述第一粉體剩余化學成分在高速工具鋼內的重量百分比為：Cr 11～13％，Mo 0.7～1.2％，C 1.4～1.6％。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第二粉體為超細羰基鐵粉、奈米羰基鐵粉、超細純鐵粉或者奈米純鐵粉。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述形狀不規則的金屬粉體包括工具鋼粉體、母合金粉體或者純鐵粉。

優選的是，所述的金屬注塑成型燒結制程用高速工具鋼中，所述第一粉體與所述第二粉體的重量之比為1:1～3。