CN105154755A - 一种耐高温合金钢材料的制备方法 - Google Patents

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刘莉
王爽
邱晶
刘晓东
黄明明
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Abstract

本发明公开了一种耐高温合金钢材料的制备方法。该材料由以下重量份配比的粉料制成：不锈钢钢屑72-75份、铁粉40-45份、碳粉10-14份、硼铁粉5-8份、氧化锌3-7份、硅化钛4-9份、氟化石墨4-8份、微蜡粉4-8份、铬粉3-7份、玻璃纤维3-6份、铋粉10-14份、二氧化锆粉2-5份和铬粉3-6份。其制备方法包括：混合、压制、烧结、整形和浸油处理。通过对材料成分的调整和优化，本发明提供耐高温合金钢材料具有较好强、硬度，和高温热稳定性的优点；且原料易得、加工成本低，制备工艺简单、参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。

Description

一种耐高温合金钢材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金材料，特别涉及一种耐高温合金钢材料的制备方法。
背景技术
合金钢除了铁和碳元素，还含有不同种类和不同比例的合金元素，通过适当的工艺进行加工处理，可以赋予合金钢特殊的性能，从而满足对钢材的各种需求。合金元素通过改变钢中相的组成，相的成分，相的结构以及分布状态来影响合金钢的性能。合金钢的发展已经有100多年的历史了，到目前为止，多种多样的合金钢在工业上被应用，主要有以下类型：调质钢、弹簧钢、工具钢、高速钢、模具钢、高中低碳合金钢等，目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。因此，提供一种耐高温合金钢的制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种耐高温合金钢材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种耐高温合金钢材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤：
A、混合：将粉料置于混料装置内，利用压力为0.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在770～780MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4～6T/cm2；C、烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为6.5兆帕，压坯首先经过930℃的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1270-1290℃的烧结带，保温2h，最后以40℃/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形：将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油：将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
所述保护气氛为氢气或氮气。
所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑72-75份、铁粉40-45份、碳粉10-14份、硼铁粉5-8份、氧化锌3-7份、硅化钛4-9份、氟化石墨4-8份、微蜡粉4-8份、铬粉3-7份、玻璃纤维3-6份、铋粉10-14份、二氧化锆粉2-5份和铬粉3-6份。
所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑72份、铁粉40份、碳粉10份、硼铁粉5份、氧化锌3份、硅化钛4份、氟化石墨4份、微蜡粉4份、铬粉3份、玻璃纤维3份、铋粉10份、二氧化锆粉2份和铬粉3份。
所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑75份、铁粉45份、碳粉14份、硼铁粉8份、氧化锌7份、硅化钛9份、氟化石墨8份、微蜡粉8份、铬粉7份、玻璃纤维6份、铋粉14份、二氧化锆粉5份和铬粉6份。
所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑74份、铁粉43份、碳粉12份、硼铁粉7份、氧化锌5份、硅化钛7份、氟化石墨6份、微蜡粉6份、铬粉5份、玻璃纤维5份、铋粉12份、二氧化锆粉4份和铬粉5份。
本发明具有以下有益效果：通过对材料成分的调整和优化，本发明提供耐高温合金钢材料具有较好强、硬度，和高温热稳定性的优点；且原料易得、加工成本低，制备工艺简单、参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。
具体实施方式
实施例1
一种耐高温合金钢材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤：
A、混合：将粉料置于混料装置内，利用压力为0.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在770～780MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4～6T/cm2；C、烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为6.5兆帕，压坯首先经过930℃的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1270-1290℃的烧结带，保温2h，最后以40℃/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形：将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油：将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
保护气氛为氢气或氮气。
粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑72份、铁粉40份、碳粉10份、硼铁粉5份、氧化锌3份、硅化钛4份、氟化石墨4份、微蜡粉4份、铬粉3份、玻璃纤维3份、铋粉10份、二氧化锆粉2份和铬粉3份。
实施例2
一种耐高温合金钢材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤：
A、混合：将粉料置于混料装置内，利用压力为0.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在770～780MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4～6T/cm2；C、烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为6.5兆帕，压坯首先经过930℃的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1270-1290℃的烧结带，保温2h，最后以40℃/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形：将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油：将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
保护气氛为氢气或氮气。
粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑75份、铁粉45份、碳粉14份、硼铁粉8份、氧化锌7份、硅化钛9份、氟化石墨8份、微蜡粉8份、铬粉7份、玻璃纤维6份、铋粉14份、二氧化锆粉5份和铬粉6份。
实施例3
一种耐高温合金钢材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤：
A、混合：将粉料置于混料装置内，利用压力为0.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在770～780MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4～6T/cm2；C、烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为6.5兆帕，压坯首先经过930℃的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1270-1290℃的烧结带，保温2h，最后以40℃/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形：将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油：将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
保护气氛为氢气或氮气。
粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑74份、铁粉43份、碳粉12份、硼铁粉7份、氧化锌5份、硅化钛7份、氟化石墨6份、微蜡粉6份、铬粉5份、玻璃纤维5份、铋粉12份、二氧化锆粉4份和铬粉5份。
经过检测，实施例1-3的产品的硬度达到76.0～79.0HRC，980℃/350MPa下持久寿命>90h，生产成本降低30％以上。本发明的合金具有较好的力学性能，其中冲击韧性达到18～19J/cm2，抗拉强度达到1020～1080MPa。

Claims (6)

1.一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下制备步骤：
A、混合：将粉料置于混料装置内，利用压力为0.8MPa的高压气体将上述粉末吹起，3-5分钟后停止通入高压气体，各粉末共同沉积并均匀混合；B、压制：将混合均匀的粉料置于模具中，在770～780MPa压力下压制成型并得到压坯，压力为4～6T/cm2；C、烧结：将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，在保护气氛中烧结，烧结过程中压力为6.5兆帕，压坯首先经过930℃的预热带，预热时间为20分钟，然后进入1270-1290℃的烧结带，保温2h，最后以40℃/分钟将加压烧结后的产物从烧结温度降温至室温，得到烧结体；D、整形：将烧结体压制整形并得到压件；E、浸油：将压件在真空度为负一个大气压下浸入润滑油中进行浸油处理，浸油时间为30分钟。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述保护气氛为氢气或氮气。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑72-75份、铁粉40-45份、碳粉10-14份、硼铁粉5-8份、氧化锌3-7份、硅化钛4-9份、氟化石墨4-8份、微蜡粉4-8份、铬粉3-7份、玻璃纤维3-6份、铋粉10-14份、二氧化锆粉2-5份和铬粉3-6份。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑72份、铁粉40份、碳粉10份、硼铁粉5份、氧化锌3份、硅化钛4份、氟化石墨4份、微蜡粉4份、铬粉3份、玻璃纤维3份、铋粉10份、二氧化锆粉2份和铬粉3份。
5.根据权利要求3所述的一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑75份、铁粉45份、碳粉14份、硼铁粉8份、氧化锌7份、硅化钛9份、氟化石墨8份、微蜡粉8份、铬粉7份、玻璃纤维6份、铋粉14份、二氧化锆粉5份和铬粉6份。
6.根据权利要求3所述的一种耐高温合金钢材料的制备方法，其特征在于：所述粉料由以下重量份配比的原料组成：不锈钢钢屑74份、铁粉43份、碳粉12份、硼铁粉7份、氧化锌5份、硅化钛7份、氟化石墨6份、微蜡粉6份、铬粉5份、玻璃纤维5份、铋粉12份、二氧化锆粉4份和铬粉5份。
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