[發明專利]一種硝酸鈰增韌高硬合金及其鑄造和熱處理方法

在審

• 申請號: 201810589025.8
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108774706A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 羅豐華;吳若晴;溫家飛;閔小兵;賀立;李益民
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C35/00;C21D1/18;C21D6/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種硝酸鈰增韌高硬合金，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，Ce：0.04～1.0，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所述的硝酸鈰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-硝酸鈰粉末壓塊準備

采用鐵粉與硝酸鈰粉混合均勻后，模壓成粉末壓塊，硝酸鈰粉與鐵粉的重量比為1:3～10，形成Fe-2.93～8.07％Ce的Fe-硝酸鈰混合壓塊，做為稀土Ce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0.04～1.0％Ce元素變質：首先將Fe-硝酸鈰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，熔化溫度高于1480～1580℃；然后降低電爐功率，將熔體溫度降至1300～1360℃后，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所述的硝酸鈰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所述的硝酸鈰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。