CN103820727A - 一种制作刀具的钛铁合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种制作刀具的钛铁合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:Ti32.3-33.1、Al1.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mo1.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量为Fe。本发明钛铁合金添加了添加了Cr、Zr等合金元素,该合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高的特点,适用于制作刀具,重量轻,锋利,用于加工难加工的产品,不仅加工精度高,而且刀具使用寿命长;本发明精炼剂用于铸造生产,能使铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右,明显提高了成品率。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域,尤其涉及一种制作刀具的钛铁合金材料及其制备方法。
背景技术
电钻是一种应用广泛的电动工具,在建筑、加工等领域有广泛的应用。电钻的主要原理是通过电动机的转动,带动驱动作业装置,从而使钻头刮削物体表面以洞穿物体,钻头是电钻必不可少的部件之一。
目前钻头材料主要是高速钢和硬质合金,这两种合金硬度高、耐磨、红硬性好,而且保持一定韧性,但是电钻在使用过程中,经常出现折断、刀刃易磨损或者弯曲现象,钻头经常需要更换,主要是因为钻头材料的硬度、耐磨性、韧性等性能不能达到平衡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作刀具的钛铁合金材料及其制备方法,该磨球材料具有强度高、耐蚀性好、耐热性高的优点。
本发明的技术方案如下:
一种制作刀具的钛铁合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:Ti32.3-33.1、Al1.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mo1.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量为Fe。
所述的制作刀具的钛铁合金材料的生产方法,其特征在于:
(1)、准备生铁与废铁按1:0.2-0.4比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)钛、Al、V;(2)Cr、Bi;(3)Mo、Zr;(4)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为23-26分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以200-220℃/小时速率升温至400-420℃,保温30-40分钟,再以200-220℃/小时速率升温至700-720℃,保温30-40分钟,再以200-220℃/小时速率升温至950-960℃,保温4-5小时;再以270-280℃/小时速率降温至640-650℃,保温50-70分钟,再以270-280℃/小时速率降温至180-200℃,保温2-3小时;再以130-150℃/小时速率升温至350-370℃,保温30-40分钟,再以130-150℃/小时速率升温至540-550℃,保温3-4小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:白云石13-15、粘土30-35、三氧化二铝2-3、纳米钛白粉2-3、铝粉1-2、三聚磷酸钠1-2、三氧化二铁2-3、莹石6-8、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、树木灰烬1-2、Na2TiF6 8-10;其制备方法是将白云石、粘土、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合,加热至2500-3000℃,搅拌1-2小时,冷却后,加入至10-15%的盐酸溶液中,浸泡1-2小时,过滤,滤渣反复用清水洗净,烘干,与其它成分合并混合均匀即得。
本发明的有益效果
本发明钛铁合金添加了添加了 Cr、Zr等合金元素,通过合理控制铸后处理温度,分批投放原料,增加了合金的强度、耐磨性,减小了脆性,通过使用废铁作为原料,使合金品质均一,该合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高的特点,适用于制作刀具,重量轻,锋利,用于加工难加工的产品,不仅加工精度高,而且刀具使用寿命长;本发明精炼剂用于铸造生产,能使铸件中的气孔度降低1-2度,氧化夹杂物在2级左右,明显提高了成品率。
具体实施方式
一种制作刀具的钛铁合金材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:Ti32.3-33.1、Al1.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mo1.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量为Fe。
所述的制作刀具的钛铁合金材料的生产方法为:
(1)、准备生铁与废铁按1:0.3比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)钛、Al、V;(2)Cr、Bi;(3)Mo、Zr;(4)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为24分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以210℃/小时速率升温至410℃,保温35分钟,再以210℃/小时速率升温至710℃,保温35分钟,再以210℃/小时速率升温至955℃,保温4.5小时;再以275℃/小时速率降温至645℃,保温60分钟,再以275℃/小时速率降温至190℃,保温2.5小时;再以140℃/小时速率升温至360℃,保温35分钟,再以140℃/小时速率升温至545℃,保温3.5小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:白云石13、粘土30、三氧化二铝3、纳米钛白粉2、铝粉1、三聚磷酸钠2、三氧化二铁3、莹石6、玉石粉4、蒙脱石1、树木灰烬1、Na2TiF6 8;其制备方法是将白云石、粘土、莹石、玉石粉、蒙脱石、树木灰烬混合,加热至2500-3000℃,搅拌1-2小时,冷却后,加入至10-15%的盐酸溶液中,浸泡1-2小时,过滤,滤渣反复用清水洗净,烘干,与其它成分合并混合均匀即得。
本实施例的制作刀具的钛铁合金材料的机械性能为:硬度64HRC,600℃时的硬度56 HRC,冲击吸收功55J,冲击韧性66J/cm2。
Claims (3)
1.一种制作刀具的钛铁合金材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:Ti32.3-33.1、Al1.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mo1.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的制作刀具的钛铁合金材料的生产方法,其特征在于:
(1)、准备生铁与废铁按1:0.2-0.4比例作为铁基质来源,将生铁加入投入炉中熔化,进行脱硫、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化,再加入废铁熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)钛、Al、V;(2)Cr、Bi;(3)Mo、Zr;(4)其他剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为23-26分钟,投料后搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的制作刀具的钛铁合金材料的生产方法,其特征在于:所述的铸后热处理是:先由室温以200-220℃/小时速率升温至400-420℃,保温30-40分钟,再以200-220℃/小时速率升温至700-720℃,保温30-40分钟,再以200-220℃/小时速率升温至950-960℃,保温4-5小时;再以270-280℃/小时速率降温至640-650℃,保温50-70分钟,再以270-280℃/小时速率降温至180-200℃,保温2-3小时;再以130-150℃/小时速率升温至350-370℃,保温30-40分钟,再以130-150℃/小时速率升温至540-550℃,保温3-4小时,取出空冷即得。
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CN105002422A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-10-28 | 苏州金业船用机械厂 | 一种高硬度抗压型螺旋桨叶片 |
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EP1391528A1 (en) * | 2001-05-15 | 2004-02-25 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Ferritic stainless steal and martensitic stainless steel both being excellent in machinability |
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