[發明專利]耐磨合金棒材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110121033.1
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112941402A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 梁堅友
• 申請（專利權）人: 黃石中睿科技有限責任公司
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06;C22C37/10;B22F3/15;B22F5/00;B22F7/08
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳鴻偉

本發明涉及一種耐磨合金棒材及其制備方法，耐磨合金棒材包括成分為第一合金的包套棒材和成分為第二合金的棒芯，所述包套棒材設置在所述棒芯的周側；以質量分數計：所述第一合金中，C％為2.1～4.2，Si％為0.4～1.2，Mn％為0.2～0.9，Cr％為4～7.8，W％為0.3～4.0，Mo％為0.8～4.0，V％為8～17，S％為0.1～0.4，N％為0.04～0.12，余量為Fe；所述第二合金中，C％為0.15～2.1。本發明申請提供的耐磨合金棒材采用粉末冶金工藝制備，通過粉末第一合金制備耐磨合金棒材外圍，避免合金元素偏析，經過熱等靜壓工藝致密化后，能夠保持合金元素無偏析狀態和微觀組織的均勻分布，從而使得耐磨合金棒材具有高的耐磨性能和良好的機加工性能。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，特別是涉及一種耐磨合金棒材及其制備方法。

背景技術

對于很多機械工具或機械零部件而言，對于使用的合金材料，通常具備兩方面的期望：一方面需要具備優異的耐磨性能，確保工具或零件具有較長的使用壽命；另一方面，由于從原材料到機械工具或零件的最終形態，需要經過多重的機加工，因此又希望合金材料具有良好的機械加工性能，以降低加工成本。

有一種典型的零部件如塑料擠出機螺紋塊或嚙合塊部件，當塑料中存在玻纖、碳纖、陶瓷、碳酸鈣等硬質填充物時，會產生對螺紋塊或嚙合塊刃部端面的劇烈磨損，對螺紋塊或嚙合塊的耐磨性能有極高的要求。同時螺紋塊或嚙合塊從原始合金棒材到最終產品，需要經過較大幅度的去材料機加工，去除量較大，不僅需要對棒材中心進行通孔加工，同時需要對棒材外圓加工出各類嚙合齒形，總去除量約為50％，因此合金棒材的機加工性能對部件最終的制造成本有較大的影響。

目前國內大量使用傳統合金(如M2高速鋼)作為塑料擠出機的螺紋塊或嚙合塊部件的原材料。面對塑料擠出機可能的惡劣磨損工況時，M2高速鋼所表現的耐磨性能較為有限，同時該方案未能很好解決中心孔加工及外圓刃機加工成本降低的難題。

發明內容

基于此，有必要針對上述提到的至少一個問題，提供一種耐磨合金棒材及其制備方法。

第一個方面，本發明申請提供了一種耐磨合金棒材，包括成分為第一合金的包套棒材和成分為第二合金的棒芯，所述包套棒材設置在所述棒芯的周側；以質量分數計：

所述第一合金中，C％為2.1～4.2，Si％為0.4～1.2，Mn％為0.2～0.9，Cr％為4～7.8，W％為0.3～4.0，Mo％為0.8～4.0，V％為8～17，S％為0.1～0.4，N％為0.04～0.12，余量為Fe；

所述第二合金中，C％為0.15～2.1。

在第一個方面的某些實現方式中，所述耐磨合金棒材為圓柱形；所述耐磨合金棒材的直徑為30～400mm，所述棒芯的直徑為20mm-300mm，所述棒芯的直徑小于所述耐磨合金棒材的直徑。

結合第一個方面和上述實現方式，在第一個方面的某些實現方式中，所述第二合金為45#鋼；所述第一合金中，C％為2.5，Si％為0.8，Mn％為0.5，Cr％為5.25，W％為0.3，Mo％為4.0，V％為9.75，S％為0.2，N％為0.05。

第二個方面，本發明申請提供了一種耐磨合金棒材的制備方法，制備如本發明申請第一個方面任一項描述的耐磨合金棒材，包括如下步驟：

在熱等靜壓包套內放入粉末狀的第一合金，以及棒狀的第二合金棒芯，所述第二合金棒芯設置在所述熱等靜壓包套的中心位置，所述第一合金填充在所述第二合金棒芯與所述熱等靜壓包套內壁之間；

對所述熱等靜壓包套進行抽真空脫氣處理至預設真空度，同時對所述熱等靜壓包套加熱至180℃～220℃并保溫預設時間；

將封端后的所述熱等靜壓包套進行熱等靜壓處理，熱等靜壓處理的溫度為1050℃～1250℃，壓力為120MPa～200MPa，保壓時間為1～3小時；