[發明專利]一種表面陶瓷硬化粉末高速鋼的制備方法

在審

• 申請號: 202211123730.1
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115502391A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 王吉應;陶應啟;吳彩霞;沈偉;張健月
• 申請（專利權）人: 浙江省冶金研究院有限公司
• 主分類號: B22F1/142
• 分類號: B22F1/142;C21D9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 樊錚

1.一種表面陶瓷硬化粉末高速鋼的制備方法，其特征是，包括如下步驟：

（1）對高速鋼粉末在保護氣氛中進行退火處理；

（2）將退火處理后的高速鋼粉末分成兩份；其中一份進行球磨處理后得到無陶瓷摻雜的高速鋼粉末，另一份與陶瓷粉末混合球磨后得到陶瓷-高速鋼混合粉末，陶瓷-高速鋼混合粉末中陶瓷粉末的質量含量為5~30%；無陶瓷摻雜的高速鋼粉末和陶瓷-高速鋼混合粉末的質量比為10:1~20:1；

（3）在得到的陶瓷-高速鋼混合粉末中加入粘合劑，攪拌均勻后得到混合漿料；

（4）將步驟（3）得到的混合漿料涂覆在模具內表面，然后向模具中加入步驟（2）得到的無陶瓷摻雜的高速鋼粉末，預壓制成生坯；

（5）將所得的生坯在保護氣氛中進行燒結處理，獲得高速鋼燒結體；

（6）將所得的高速鋼燒結體進行分段熱等靜壓處理，獲得致密高速鋼燒結坯；

（7）在保護氣氛中對所得的致密高速鋼燒結坯進行淬火和回火處理，得到所述的表面陶瓷硬化粉末高速鋼。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，以質量百分數計，步驟（1）中所述的高速鋼粉末的組分為：C 1.1~1.3%，V 3.0~3.2%，Cr 4.1~4.3%，Mo 4.9~5.1%，W 6.3~6.5%，Co8.4~8.6%，余量為Fe。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征是，步驟（1）中所述的高速鋼粉末的平均粒徑為45~100μm；形貌為球形、不規則形或樹枝形中的一種。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征是，步驟（1）中所述的保護氣氛為氫氣，退火處理工藝為：在800~930 (C下保溫1~5 h，以10~25 (C/min的冷速降溫至500 (C，再空冷。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（2）中所述的陶瓷粉末選自BN、B₄C、SiC、Si₃N₄、ZrB₂、Al₂O₃、ZrO₂、BeO、AlN、TiC、TiB₂中的一種或多種；陶瓷粉末與高速鋼粉末的平均粒徑的比值為1:300~1:100。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（3）中所述的粘合劑選自酒精、丙酮、液體石蠟、硬質酸鋅、聚乙烯醇、乙二醇、合成橡膠中的一種或多種；粘合劑與陶瓷-高速鋼混合粉末的質量比為1:2.5~1:1.5。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（4）中混合漿料的涂覆厚度為0.5~2mm，預壓制壓力為5~50 MPa。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（5）中燒結溫度為1050(C~1350 (C，保溫時間0.5~3 h，燒結氣氛為氬氣、氫氣、氮氣、甲烷中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（6）中分段熱等靜壓處理方法為：第一段熱等靜壓處理溫度為500~800 (C，保溫時間2~5 h，壓力為200~500 MPa；第二段熱等靜壓處理溫度為1000~1150 (C，保溫時間1~3 h，壓力為100~300 MPa。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（7）中的保護氣氛為氬氣或氮氣，淬火處理包括預熱階段和淬火階段：預熱溫度750~950 (C，保溫時間為1~2 h，升溫速率為1~5 (C/min；淬火溫度為1000~1200 (C，保溫時間為5~30 min，升溫速率為5~20 (C/min，冷卻方式為油冷或高壓氣體冷卻；回火溫度為500~650 (C，保溫時間為1~3 h，回火次數1~5次。