[发明专利]一种高弹性模量时效硬化高速钢材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按设计比例配取纯钴、纯钼、纯铬、纯镍、纯钨、纯铌、纯铁、纯钒、氮化钒、氮化锰获得混合粉，与炭黑、成形剂于氮气气氛下球磨获得混合料，压制成型、在真空环境下预烧结，然后于氮气气氛下高温烧结获得烧结坯、烧结坯经两次固溶处理-时效处理即得高强度高弹性模量高速钢；

所述预烧结的程序为：先升温至100-200℃，保温1-2h，然后升温至300-600℃，保温4-6h，再升温至850-1050℃，保温1-3 h，升温速率为2-8℃/min，真空度＜0.01Pa；

第一次固溶处理的温度为1230-1280℃，第一次固溶处理的时间为10-15min，第一次时效处理的温度为700-800℃，第一次时效处理的时间为1-3h，第二次固溶处理的温度为1140-1190℃，第二次固溶处理的时间为15~20min；第二次时效处理的温度为550-750℃，第二次时效处理的时间为1-4h；

所述高速钢材料，按质量百分比计，其成分组成如下：Co：15~30%；Mo与W的总量：10~20%，其中W含量＜10%；Cr：2~5%； Ni：1~4%；V：1~3%；Mn：1~2%； Nb：0.5~1%； N：0.5~1%，其余为Fe和无法避免的杂质；

所述高速钢材料由钢基体和弥散分布在钢基体中的金属间化合物和氮化物构成，所述氮化物为氮化钒和氮化锰，所述钢基体中固溶有N元素，所述高速钢材料中，N元素的质量分数为0.5~1%。

2.根据权利要求1所述的一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：所述炭黑的加入量为混合粉质量的0.1~0.6%；

所述成形剂选自石蜡、PEG、PVB中的至少一种，成形剂的加入量为混合粉质量的3~6%。

3.根据权利要求1所述的一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：所述球磨介质为无水乙醇，磨球选用硬质合金球，球料比为(4~7):1，球磨转速为240~340r/min，球磨时间48-72h。

4.根据权利要求1所述的一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：所述球磨采用间歇式球磨，每球磨10-15h，空冷20-40min，所述球磨时，球磨罐内的压力为0.2-0.4MPa。

5.根据权利要求1所述的一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：所述压制成型的压力为100~200MPa，保压时间为20~30s。

6.根据权利要求1所述的一种高弹性模量时效硬化高速钢材料的制备方法，其特征在于：所述高温烧结的温度为1300-1450℃，高温烧结的时间为2-3h，通入氮气保持真空为1-5kPa。