[發明專利]一種稀土釔增韌高硬合金及其鑄造和熱處理方法

在審

• 申請號: 201810587751.6
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108707835A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 羅豐華;羅弘瑞;夏光明;嚴淑群;何熒;秦健春
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/04;C22C33/06;C21D6/00;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種稀土釔增韌高硬合金，其特征在于：各元素的質量百分含量為Cr：9.0～13.0，B：2.6～2.9，C：0.7～0.9，Nb：0.4～0.8，V：0.4～0.8，Mn的含量小于0.3，Y：0.02～0.6，S、P：≤0.01，余量為Fe；其中C、B的總質量百分含量為：3.3～3.6；C/Cr質量比：0.06～0.08；Nb、V的總質量百分含量為：0.5～1.0。

2.如權利要求1所述的稀土釔增韌高硬合金的鑄造和熱處理方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)Fe-Y₂O₃粉末壓塊準備

采用鐵粉與Y₂O₃粉混合均勻后，模壓成粉末壓塊。Y₂O₃粉與鐵粉的重量比大致為1:4～20，即形成Fe-3.75～15.77wt.％Y的Fe-Y₂O₃混合壓塊。做為稀土Y變質的載體。

(2)合金配料、熔煉與變質處理

按照Fe-Cr-B-C合金的成分要求配比稱量好相應原材料后，再添加0.02～0.6％Y元素變質：首先將Fe-Y₂O₃粉末壓塊放置于爐底，然后放入鉻鐵、金屬鉻、硼鐵、鈮鐵、釩鐵和純鐵，采用感應爐熔煉制備合金，熔化溫度為1560～1660℃；然后降低電爐功率，將熔體溫度降至1300～1380℃，用配料總量0.1～0.15％的純鋁脫氧；繼續保溫靜置5～10分鐘；

(3)澆鑄

澆鑄溫度范圍為1250～1300℃，所設計的合金具有深度共晶成分，在普通砂模鑄造條件下都能形成非平衡基體組織，通過各種方法鑄造成型，為了避免發生熱應力開裂，鑄造完后開模溫度要低于200℃，自然冷卻到環境溫度；

(4)熱處理

將鑄件放入到箱式爐加熱，加熱到950～1060℃，保溫為1～4h；加熱升溫速度不超過10℃/min，保溫結束后，將鑄件加入5～15％的鹽水或堿水淬火冷卻，冷卻過程中不斷攪拌，淬火冷卻時間≥30min；然后在200～250℃回火處理2～4h,自然冷卻到環境溫度。

3.如權利要求2所述的稀土釔增韌高硬合金的鑄造和熱處理方法，其特征在于：步驟(1)所述鐵粉為純度≥98.5％，粒度-100目的還原鐵粉或者純度≥99.0％，粒度-100目的水霧化鐵粉，或者粒度-100目的合金鐵粉。

4.如權利要求2所述的稀土釔增韌高硬合金的鑄造和熱處理方法，其特征在于：步驟(1)所述壓坯為模壓成形，壓制壓力為100～600MPa，或者采取冷等靜壓方法。