CN106893920B - 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106893920B
CN106893920B CN201710120491.7A CN201710120491A CN106893920B CN 106893920 B CN106893920 B CN 106893920B CN 201710120491 A CN201710120491 A CN 201710120491A CN 106893920 B CN106893920 B CN 106893920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
principal elements
powder
elements alloy
ball
batch mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710120491.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106893920A (zh
Inventor
王志新
马明星
张文勇
徐向俊
焦书燕
梁存
梅俊歌
李俊魁
赵风华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongyuan University of Technology
Original Assignee
Zhongyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongyuan University of Technology filed Critical Zhongyuan University of Technology
Priority to CN201710120491.7A priority Critical patent/CN106893920B/zh
Publication of CN106893920A publication Critical patent/CN106893920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106893920B publication Critical patent/CN106893920B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及金属材料及其制备领域。一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法，其化学式为AlxCoCuFeyMnNi。按化学式分别称取纯度高于99.5%各种纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在惰性气体环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，从而得到目标产物。本发明方法能够获得成分均匀的多主元合金块刀具，有效抑制金属间化合物的形成；该方法工艺简单，设备成分低，操作可控，适于工业化大规模生产。

Description

一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法
技术领域
本发明涉及多主元合金材料的制备方法，具体涉及一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法。
背景技术
刀具失效形式主要表现为崩刃（后刀面崩刃和前刀面崩刃）和磨损（机械摩擦磨损、粘结磨损、扩散磨损、摩擦氧化磨损和疲劳磨损）。为了提高刀具性能，延长刀具使用寿命，可以通过对刀具表面进行处理，在保证刀具基体具备良好韧性的同时又使刀具具有较高的耐磨性。多主元合金跳出了单一元素为主的传统合金的设计思想，依靠近等摩尔比多种金属原子混合形成合金。此类合金有可能在通过合金化和加工后形成新型显微结构并具有优异性能，从而冲破传统金属材料性能极限，满足工业技术发展对材料的更高需求。目前，多主元合金的研究仍局限在含有FeCoNi的体系中，对新型多主元合金体系的研究还有待进一步开发，从而开发出更多更好性能的多主元合金。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法。
实现本发明的技术方案是：一种高耐磨性多主元合金刀具，刀具由多主元合金制成，多主元合金按AlxCoCuFeyMnNi配制金属粉末，其中0.3≤x≤1.3；0.2≤y≤1.2；0.05<x/(x+y+4)<0.25；0.03<y/(x+y+4)<0.25。
所述金属粉末的纯度均高于99.5%。
所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，步骤如下：
（1）将各种金属粉末置于球磨罐中，加入不锈钢球，然后在惰性气体环境下将球磨罐密封；
（2）将步骤（1）的密封球磨罐置于球磨机上进行混料；
（3）将步骤（2）混料后的粉末在压机上温压成刀具坯料，压力为115-120kN，保压时间为1-7min，温度为150-400℃；
（4）将步骤（3）中的刀具坯料装入瓷舟，将瓷舟置于真空烧结炉内进行烧结，烧结温度为1500-1650℃，时间为2-12h，得到刀具。
所述步骤（1）中惰性气体为氩气或氮气。
所述球磨机为行星式球磨机。
球磨机的转速为50-250rpm，时间为0.5-6h。
本发明的有益效果是：本发明方法能够获得成分均匀的多主元合金块体材料，有效抑制金属间化合物的形成；该方法工艺简单，设备成本低，操作可控，适于工业化大规模生产。
附图说明
图1是实施例1制备的多主元合金AlCoCuFeMnNi的X射线衍射图谱。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
实施例1
按化学式AlCoCuFeMnNi分别称取0.43mol的铝粉、钴粉、铜粉、铁粉、锰粉和镍粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氮气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为150rpm，时间为3h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为118kN，保压时间为2分钟，温度范围为300℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1550℃，时间为6h，从而得到目标产物。
实施例2
按化学式AlCoCuFe0.6MnNi分别称取0.43mol的铝粉、钴粉、铜粉、锰粉与镍粉和0.258mol的铁粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氮气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为250rpm，时间为0.5h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为115kN，保压时间为7分钟，温度范围为150℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1650℃，时间为2h，从而得到目标产物。
实施例3
按化学式Al0.7CoCuFeMnNi分别称取0.301mol的铝粉和0.43mol的钴粉、铜粉、铁粉、锰粉和镍粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为50rpm，时间为6h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为120kN，保压时间为1分钟，温度范围为400℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1500℃，时间为12h，从而得到目标产物。
实施例4
按化学式Al0.5CoCuFe0.5MnNi分别称取0.215mol的铝粉与铁粉和0.43mol的钴粉、铜粉、锰粉与镍粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为150rpm，时间为3h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为118kN，保压时间为2分钟，温度范围为300℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1550℃，时间为6h，从而得到目标产物。
实施例5
按化学式Al0.3CoCuFeMnNi分别称取0.129mol的铝粉与0.43mol的钴粉、铜粉、铁粉、锰粉与镍粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为250rpm，时间为0.5h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为115kN，保压时间为7分钟，温度范围为150℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1650℃，时间为2h，从而得到目标产物。
实施例6
按化学式AlCoCuFe0.2MnNi分别称取0.43mol的铝粉、钴粉、铜粉、锰粉和镍粉与0.086mol的铁粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为50rpm，时间为6h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为120kN，保压时间为1分钟，温度范围为400℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1500℃，时间为12h，从而得到目标产物。
实施例7
按化学式Al0.3CoCuFe1.2MnNi分别称取0.129mol的铝粉、0.43mol的钴粉、铜粉、锰粉和镍粉与0.516mol的铁粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为50rpm，时间为6h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为120kN，保压时间为1分钟，温度范围为400℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1500℃，时间为12h，从而得到目标产物。
实施例8
按化学式Al1.3CoCuFe0.2MnNi分别称取0.559mol铝粉、0.43mol的钴粉、铜粉、锰粉和镍粉与0.086mol的铁粉，各种纯金属粉的纯度均高于99.5%；将称量好的上述纯金属粉末置于球磨罐中，加入适量的不锈钢球，然后在氩气环境下将放有纯金属粉末的球磨罐密封起来；将上述密封好的球磨罐置于行星式球磨机上进行混料，混料转速为150rpm，时间为3h；将上述均匀混料后的粉末在压机上进行温压成刀具坯料，压力为118kN，保压时间为2分钟，温度范围为300℃；将装有预制坯料的瓷舟置于真空烧结炉内进行高温烧结，烧结温度为1550℃，时间为6h，从而得到目标产物。

Claims (6)

1.一种高耐磨性多主元合金刀具，其特征在于刀具由多主元合金制成，多主元合金按AlxCoCuFeyMnNi配制金属粉末，其中0.3≤x≤1.3；0.2≤y≤1.2；0.05<x/(x+y+4)<0.25；0.03<y/(x+y+4)<0.25；
所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，步骤如下：
（1）将各种金属粉末置于球磨罐中，加入不锈钢球，然后在惰性气体环境下将球磨罐密封；
（2）将步骤（1）的密封球磨罐置于球磨机上进行混料；
（3）将步骤（2）混料后的粉末在压机上温压成刀具坯料，压力为115-120kN，保压时间为1-7min，温度为150-400℃；
（4）将步骤（3）中的刀具坯料装入瓷舟，将瓷舟置于真空烧结炉内进行烧结，烧结温度为1500-1650℃，时间为2-12h，得到刀具。
2.根据权利要求1所述的高耐磨性多主元合金刀具，其特征在于：所述金属粉末的纯度均高于99.5%。
3.权利要求1所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）将各种金属粉末置于球磨罐中，加入不锈钢球，然后在惰性气体环境下将球磨罐密封；
（2）将步骤（1）的密封球磨罐置于球磨机上进行混料；
（3）将步骤（2）混料后的粉末在压机上温压成刀具坯料，压力为115-120kN，保压时间为1-7min，温度为150-400℃；
（4）将步骤（3）中的刀具坯料装入瓷舟，将瓷舟置于真空烧结炉内进行烧结，烧结温度为1500-1650℃，时间为2-12h，得到刀具。
4.如权利要求3所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，其特征在于在：所述步骤（1）中惰性气体为氩气。
5.如权利要求3所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，其特征在于在：所述球磨机为行星式球磨机。
6.如权利要求5所述的高耐磨性多主元合金刀具的制备方法，其特征在于在：球磨机的转速为50-250rpm，时间为0.5-6h。
CN201710120491.7A 2017-03-02 2017-03-02 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法 Expired - Fee Related CN106893920B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710120491.7A CN106893920B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710120491.7A CN106893920B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106893920A CN106893920A (zh) 2017-06-27
CN106893920B true CN106893920B (zh) 2018-05-11

Family

ID=59185722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710120491.7A Expired - Fee Related CN106893920B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106893920B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108754274A (zh) * 2018-05-03 2018-11-06 中原工学院 用于刀具制造的高耐磨多主元合金块体材料及其制备方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107326333B (zh) * 2017-07-07 2019-05-10 郑州启航精密科技有限公司 一种多主元合金靶材及其制备方法
CN107760971A (zh) * 2017-11-13 2018-03-06 河南工钻业有限公司 一种多主元合金丝锥及其制备方法
CN108165868A (zh) * 2018-01-29 2018-06-15 中原工学院 一种高耐磨高强度刀具用多主元合金及其制备方法
CN108220743A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 中原工学院 一种多主元合金高耐磨刀具及其制备方法
CN108277421A (zh) * 2018-01-29 2018-07-13 中原工学院 一种多主元合金高耐磨齿轮及其制备方法
CN108220744A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 中原工学院 一种高耐磨多主元合金齿轮及其制备方法
CN109355546B (zh) * 2018-11-19 2020-10-27 中原工学院 一种制作靶材用多主元合金及其制备方法
CN109338311A (zh) * 2018-11-19 2019-02-15 中原工学院 一种靶材用增强多主元合金及其制备方法
CN109355545B (zh) * 2018-11-19 2020-10-30 中原工学院 一种切削刀具用多主元合金涂层及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418394A (zh) * 2007-10-23 2009-04-29 财团法人工业技术研究院 超硬复合材料及其制成方法
CN101209495B (zh) * 2007-12-24 2011-01-12 中国石油大学(华东) 烧结钕铁硼球磨加氢制备方法
CN102168200B (zh) * 2011-03-29 2012-07-11 西北有色金属研究院 一种高密度铱合金坯的制备方法
CN105950943A (zh) * 2016-06-25 2016-09-21 芜湖三刀材料科技有限公司 一种多主元高熵合金及制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108754274A (zh) * 2018-05-03 2018-11-06 中原工学院 用于刀具制造的高耐磨多主元合金块体材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106893920A (zh) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106893920B (zh) 一种高耐磨性多主元合金刀具及其制备方法
CN106893923B (zh) 一种刀具用多主元合金及其制备方法
CN109371307A (zh) 一种以高熵合金粉末为粘结剂的wc基硬质合金的制备方法
CN107326333B (zh) 一种多主元合金靶材及其制备方法
CN101658930B (zh) 一种高压缩性烧结硬化用水雾化钢铁粉及生产方法
CN104028765A (zh) 一种粉末冶金件及带安装通孔的粉末冶金件的生产方法
CN107012347B (zh) 一种高熵合金烧结金刚石节块
CN104004953B (zh) 一种双硬质相复合强化的硼化物基金属陶瓷及其制备方法
CN107760971A (zh) 一种多主元合金丝锥及其制备方法
CN103480850A (zh) 一种重型卡车变速箱同步器齿毂的粉末冶金制备方法
CN108165868A (zh) 一种高耐磨高强度刀具用多主元合金及其制备方法
CN106868381A (zh) 一种涂层用多主元合金粉末及其制备方法
CN109161858A (zh) 一种掺氮的铝钪合金靶材及其制造方法
CN108754274A (zh) 用于刀具制造的高耐磨多主元合金块体材料及其制备方法
SE541758C2 (en) Iron-based alloy powder for powder metallurgy, and sinter-forged member
CN111118379B (zh) 一种Co粘结的TiZrNbMoTa难熔高熵合金及其制备方法
CN104439255B (zh) 一种金刚石串珠的制备方法
CN112662930A (zh) 一种高熵模具钢材料及其制备方法
CN104362015B (zh) 一种铜钨触头材料的制备方法
CN101229976A (zh) 一种高性能WC/MgO纳米复合材料的制备方法
CN105983698A (zh) 一种叉车轮毂轴承的粉末锻造方法
CN108220743A (zh) 一种多主元合金高耐磨刀具及其制备方法
CN108624797A (zh) 一种制作刀具的高熵合金材料及其制备方法
JP5358968B2 (ja) メタルボンド砥石
CN105345007A (zh) 一种高致密铬钨合金靶材的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuang Hu Economic and Technological Development Zone, Xinzheng, Zhengzhou, Henan

Patentee after: Zhongyuan University of Technology

Address before: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuanghu Town Economic and Technological Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province

Patentee before: Zhongyuan University of Technology

CP02 Change in the address of a patent holder
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180511

Termination date: 20210302

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee