[發明專利]一種MIM注射成型高端刀具、金屬粉末及其制備方法

有效

• 申請號: 201910306918.1
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN109877311B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 樂晨;唐明強;趙放;陳義華;謝月光;莫仕棟
• 申請（專利權）人: 泉州天智合金材料科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/22;B22F5/00;B22F9/08;C22C38/00;C22C38/02;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/24
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 林麗英

本發明公開一種MIM注射成型高端刀具、金屬粉末及其制備方法，原材料元素質量百分比為：12.0?16.0Cr，2.0?4.0Mo，1.0?4.0W，1.0?3.0V，1.0?1.5Cu，0.5?1.0Sn，0.5?0.7Si，0.5?1.5C，72.0?81.5Fe。采用水氣聯合霧化制粉方式制備，該方法包括合金元素中頻感應熔煉、水氣聯合霧化、真空干燥、粉體分級及篩分、合批處理等工藝過程。所制備合金粉末具有合金成分、組織結構均勻，粉末粒度細且分布合理，球形度好，雜質含量低等優點，可作為MIM注射成型高端刀具的原材料得到廣泛應用。

技術領域

本發明涉及金屬粉末材料制備技術領域，具體是指一種MIM注射成型高端刀具、金屬粉末及其制備方法。

背景技術

隨著社會科技的不斷進步與刀具行業的蓬勃發展，市場對刀具鋼提出了優良的切削性和耐磨性要求，要求刀具鋼具有高硬度、高耐磨性，以及一定的韌性和塑性的特點。

傳統刀具鋼以碳素工具鋼為主，雖然其成本較低且加工性能好，但存在淬透性低，淬火變形開裂傾向大的缺點。此外，傳統鑄造刀具鋼中含有粗大的共晶碳化物，必須經過反復的鍛造、軋制等工藝將其破碎，從而使其盡可能的變成分布均勻、粒徑細小碳化物顆粒。而鍛造或者軋制未達到最優效果時，合金鋼中將仍存在粗的網狀碳化物和密集的帶狀碳化物，這種碳化物形貌及其分布不均勻性對刀具鋼的質量和使用壽命有著極大的影響。

鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，并提出一種適用于MIM注射成型高端刀具用金屬粉末及其制備方法，本案由此產生。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種適用于MIM注射成型高端刀具用金屬粉末，滿足市場對刀具鋼提出了優良的切削性和耐磨性要求。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種適用于MIM注射成型高端刀具用金屬粉末，其原材料元素質量百分比為：12.0-16.0Cr，2.0-4.0Mo，1.0-4.0W，1.0-3.0V，1.0-1.5Cu，0.5-1.0Sn，0.5-0.7Si，0.5-1.5C，72.0-81.5Fe。

本發明的再一目的在于提供一種適用于MIM注射成型高端刀具用金屬粉末的制備方法，通過以下步驟制備：

1)中頻感應熔煉：按以下合金成分質量百分比進行配料：12.0-16.0Cr，2.0-4.0Mo，1.0-4.0W，1.0-3.0V，1.0-1.5Cu，0.5-1.0Sn，0.5-0.7Si，0.5-1.5C，72.0-81.5Fe；將原材料按純鐵、純銅、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鎢鐵、高純硅、生鐵和錫的順序依次投料，在中頻感應爐內大氣冶煉，待鋼液溫度達到1650℃-1700℃，進行合金化處理；

2)水氣聯合霧化：采用氮氣作為過程保護氣氛，霧化過程采用40°/30°主副噴雙V型噴嘴；鋼液中間包底部漏眼尺寸為3.0-5.0mm，霧化水壓力為120-150MPa，水流量為140-180L/min；

3)干燥及篩分處理：采用真空干燥合金粉末，之后進行粉體分級及篩分處理。

所述步驟1)中，在中頻感應爐內大氣冶煉，控制冶煉功率為100-500KW，冶煉時長為50.0-55.0分鐘。

所述步驟1)中，進行合金化處理，合金化時間10.0-20.0分鐘。

所述步驟1)中，合金化處理完成后，還采用硅鈣、石灰對鋼液進行造渣脫氧，并扒渣干凈，起泵澆鋼。

所述步驟2)中，氮氣流量為20.0-25.0m3/h。

所述步驟3)中，真空干燥采用雙錐真空干燥機干燥合金粉末，干燥溫度為120-180℃，真空度≤-0.09MPa。