[发明专利]一种耐磨超硬高速钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，更具体地说，涉及一种耐磨超硬高速钢的制备方法。

背景技术

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢。高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。高速钢是一种复杂的钢种，含碳量一般在0.70～1.65%之间。高速钢含合金元素量较多，总量可达10～25%。按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢（含钨 9～18%）；②钨钼系高速钢（含钨5～12%,含钼2～6%）；③高钼系高速钢（含钨0～2%,含钼5～10%）；④钒高速钢，按含钒量的不同又分一般含钒量（含钒 1～2%）和高含钒量（含钒2.5～5%）的高速钢；⑤钴高速钢（含钴 5～10%）。

合金高速钢淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下（约500℃）仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性—红硬性。高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。钨系和钼系高速钢经正确的热处理后，洛氏硬度能达到63以上，钴系高速钢在65以上。现有高速钢在生产时候成本高，一直高居不下，且耐磨性和硬度一直不能在低成本下进行提高。且高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在一定温度下预热，以免引起大的热应力，然后迅速加热到淬火温度，后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留约30%残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，后进行保温。现有的技术也对这些问题进行了改进。

中国专利申请，申请号200910264467.6，申请日2009年12月23日，公开日2010年5月19日，公开了耐磨高速钢，本发明设计一种特殊性能高速钢，一种钻头丝锥等刀具专用的特殊性能高速钢，主要组成成分为C、W、Mo、Cr、V、Mn、Si、Nb、Co、P、S和Fe，各成分的质量百分比如下，C：0.88-0.98%；W：4.3-4.8%；Mo：2.7-3.1%；Cr：3.8-4.3%；V：1.8-2.2%；Mn：0.2-0.4%；Si：1.1-1.5%；Nb：0.08-0.16%；Co：1.2-1.8%；P≤0.03%、S≤0.03%；其余为Fe。本发明具有一下有点，降低贵金属钨和钼的用量，添加了少量的铌和钴，以达到提高刀具切削性能的目的，但此类高速钢主要用在刀具制造方面且专门用于砖头等部件，应用范围小，且硬度不高，局限性大。

中国专利申请，申请号201010171962.5，申请日2010年5月10日，公开日2010年9月22日，公开了一种高速钢及其生产工艺，本发明公开了一种高速钢及其生产工艺，含有一下化学成分的质量百分含量：C：1.0-1.4%；Cr：3.8-4.2%；Mo：4.8-5.2%；W：6.3-6.5%；V：2.2-3.0%；Nb：0.4-1.5%；Si：1.1-1.5%；；P≤0.03%、S≤0.03%；Mn：≤0.4%，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明将雾化沉积技术创造性的引入到制备高速钢，他客服了传统铸造坯件晶粒粗大、偏析严重的缺点，又摒弃了粉末冶金工艺的工序繁多、能耗高的不足，同时又兼有粉末冶金技术的优点，从而大大的提高了金属材料的各种性能，其优势十分显著和突出。但此方案对工艺之间的控制要求高，设备成本高，且生成的高速钢虽然硬度高，但成本依旧高居不下。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的高速钢成本高、耐磨性不强、硬度低、生产工艺以及生产成本高问题，本发明提供了一种耐磨超硬高速钢的制备方法，它可以实现在兼顾了耐磨性和硬度高的情况下，成本低、生产工艺和设备简单的效果。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种耐磨超硬高速钢的制备方法，其步骤如下：

1）将所需要的材料进行配比，将废钢、Cr铁、Si铁、Mo铁、W铁、Mn铁混合进入电炉中进行加热融化；