[发明专利]一种强化工具钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属制品技术领域，特别是涉及一种强化工具钢的制备方法。

背景技术

工具钢是主要用于制造切削工具、模具、量具和其他耐磨工具的钢。在工业上使用范围广泛，主要利用其高硬度、高韧性与轻量化。

近几年来，工业上对于切削工具或是耐磨耗材料的研究都倾向于金属-陶瓷复合材料上。周期表过渡金属元素中的第IV、V、VI 族很容易与碳反应生成碳化物，这些碳化物具有相当高的硬度但质脆，所以一般加入Fe、Co、Ni这些金属粉末，经过混合、成形、烧结后才可以得到性质优良的复合式合金。然而碳化物的加入虽然可以提高工具钢的硬度，但其韧性会有较大程度的降低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种强化工具钢的制备方法，能够解决提高工具钢硬度的同时，其韧性下降较大的难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种强化工具钢的制备方法，其制备方法步骤包括：基材-混合不同比例的TiC粉末-封罐-热均压处理-热处理，所述基材为工具粉末钢EM和V4中的至少一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述EM粉末钢的各成分质量配比为：碳1.7%，硅 0.8%，锰0.3%，铬18%，钼1%，钒3%。

在本发明一个较佳实施例中，所述V4粉末钢的各成分质量配比为：碳1.5%，硅 1%，锰0.4%，铬8%，钼1.5%，钒4%。

在本发明一个较佳实施例中，所述混合所用工具为不锈钢罐与碳化钨球。

在本发明一个较佳实施例中，所述TiC粉末的粒径为20μm。

在本发明一个较佳实施例中，所述封罐的真空度为1.33×10^-6MPa。

在本发明一个较佳实施例中，所述热均压的条件为1250℃×120MPa×4h。

在本发明一个较佳实施例中，所述热处理条件为1050℃×1h，500℃回火。

本发明制备的工具钢性能为：抗冲击强度15 J/cm²；抗弯强度2550MPa；硬度HRc65；孔隙率0.02%。

本发明的有益效果是：本发明强化工具钢的制备方法，操作工艺简单，制备的复合模具用工具钢兼具高强度、耐磨耗性以及高耐蚀的性能。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种强化工具钢的制备方法，其制备方法步骤包括：基材-混合不同比例的TiC粉末-封罐-热均压处理-热处理。

工具钢粉末EM的各成分质量配比为：碳1.7%，硅 0.8%，锰0.3%，铬18%，钼1%，钒3%；工具钢粉末V4的各成分质量配比为：碳1.5%，硅 1%，锰0.4%，铬8%，钼1.5%，钒4%。

实施例

在EM工具钢粉末基材中加入粒径为20μm，重量百分比为0%和25%的TiC粉末，将工具钢粉末与TiC粉末在不锈钢罐中用碳化钨球混合均匀，然后对不锈钢罐实施封装，要求封装后的真空度为1.33×10^-6MPa，对封装后的不锈钢罐实施进行热均压处理，条件为1250℃×120MPa×4h。热均压后的试片，使用亚基米德法量测密度，接着将试片进行热处理，在1050℃持温一小时后，淬火，以500℃回火，制得强化的工具钢。

根据本发明实施例所制备的工具钢的性能如下：

抗冲击强度：未加TiC粉末时为10J/cm²，添加25% TiC粉末时为15 J/cm²；

抗弯强度：未加TiC粉末时为3750MPa，添加25% TiC粉末时为2550MPa；

硬度：未加TiC粉末时为HRc60，添加25% TiC粉末时为HRc65；

孔隙率：未加TiC粉末时为0.06 %，添加25% TiC粉末时为0.02%。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。