CN111172471B - 一种冰球冰刀材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种冰球冰刀材料的制备方法，属于金属材料领域。本发明按质量比C：0.7～1.0％；Mn：0.6‑0.8％；Cr：14‑16％；Co:1‑1.5％；N:0.1‑0.15％，Co与N比例为10：1，余量为Fe进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼得到铸锭，将铸锭进行电渣重熔后得到电渣锭，然后锻造成长方体坯，锻造比3：1，锻造温度为1080‑1230℃，然后将锻造坯体进行热轧成板坯，热轧的温度为1150℃‑1200℃，热轧后板坯的厚度为4‑6mm。将热轧板坯进行淬火和回火处理，淬火工艺为1030‑1050℃，保温20分钟后油冷。回火工艺为350‑400℃，保温10‑15min，得到性能满足要求的冰球冰刀板坯材料。本发明工艺简单，成本低，适合批量化生产。

Description

一种冰球冰刀材料的制备方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，涉及一种冰球冰刀材料的制备方法。
背景技术
冰刀是冰上运动的基础，对于冰球运动而言，要求冰球冰刀具有高的冲击韧性、抗弯强度以及一定的硬度，以保证冰刀具有相当的耐磨性能和较小的表面粗糙度。虽然科研人员从表面改性、改变弧度等多种方法来对冰刀进行改造和强化以提高其综合性能，但是从应用效果看，由于冰刀的本体材料性能低导致冰球冰刀的性能仍然不能完全满足竞赛或训练需求。特别是国产冰球冰刀，无论在磨刀周期还是整体使用寿命都难以达到某些进口品牌冰刀的水平。因此，急需在现有材料的基础上，根据冰球运动的特点，研制新的冰刀材料以满足竞赛和训练要求。
发明内容
本发明的目的是制备一种具有高的冲击韧性、抗弯强度和高硬度的冰球冰刀材料，解决现有冰刀材料韧性低、寿命短、磨刀周期短等突出问题。
一种冰球冰刀材料的制备方法，其特征在于按质量比为C：0.7-1.0％；Mn：0.6-0.8％；Cr：14-16％；Co:1-1.5％；N:0.1-0.15％，Co与N比例为10：1，余量为Fe进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼得到铸锭，将铸锭进行电渣重熔后得到电渣锭，然后进行锻造成长方体坯，锻造比3：1，锻造温度为1080-1230℃，然后将锻造坯体进行热轧成板坯，热轧的温度为1150℃-1200℃，热轧后板坯的厚度为4-6mm；将热轧板坯进行淬火和回火处理；得到性能满足要求的冰球冰刀板坯材料，再根据需要进行切割，表面打磨处理得到冰球冰刀。
进一步地，所述淬火工艺为1030-1050℃，保温20分钟后油冷，回火工艺为350-400℃，保温10-15min。
添加Co的主要目的是同时提高冰刀材料的的韧性和强度；添加N的主要目的是与C和Cr共同作用，通过在基体中形成碳氮化铬复合硬质相来提高冰刀的硬度和耐磨性，另外通过优化其与Co的比例可减小对材料韧性的影响；添加Cr的主要目的一是为了形成碳氮化铬硬质相，另外是提高冰刀的强度和耐腐蚀性能，通过这些元素的协同作用，在提高硬度、强度的同时，还能保证材料具有高的韧性。采用上述工艺制备的冰球冰刀材料，主要优点在于：(1)所制备的材料具有优异的综合性能，硬度可达到60HRC，冲击韧性大于115J/cm2，抗弯强度大于4400MPa，可以大幅度提高冰刀的寿命和磨刀周期，最长磨刀周期可达到1万米；(2)较其他的专利技术，如“一种新型冰刀减阻技术及其实现方法(申请号201910280681.4)”、“冰刀的制备方法(申请号201811406668.0)”、“碳化钨涂层冰刀(ZL201120220143.5)”等方法，本发明仅仅依靠成分设计来获得高的综合性能，因此成本更低，适合批量化生产。
具体实施方式:
实施例1、
制备4mm厚的冰球冰刀用板坯材料
首先按质量比C：0.7％；Mn：0.6％；Cr：14％；Co:1％；N:0.1％，余量为Fe进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼得到铸锭，将铸锭进行电渣重熔后得到电渣锭，然后锻造成长方体坯，锻造比3：1，锻造温度为1080℃，然后将锻造坯体进行热轧成板坯，热轧的温度为1150℃，热轧后板坯的厚度为4mm。将热轧板坯进行淬火和回火处理，淬火工艺为1030℃保温20分钟后油冷，回火工艺为350℃保温10min，得到性能满足要求的冰球冰刀板坯材料，再根据需要进行切割，表面打磨处理得到冰球冰刀。经性能测试，材料硬度达到60HRC，冲击韧性120J/cm2，抗弯强度4450MPa，性能完全满足应用要求。
实施例2、
制备6mm厚的冰球冰刀用板坯材料
首先按质量比C：1.0％；Mn：0.8％；Cr：16％；Co:1.5％；N:0.15％，余量为Fe进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼得到铸锭，将铸锭进行电渣重熔后得到电渣锭，然后锻造成长方体坯，锻造比3：1，锻造温度为1230℃，然后将锻造坯体进行热轧成板坯，热轧的温度为1200℃，热轧后板坯的厚度为6mm。将热轧板坯进行淬火和回火处理，淬火工艺为1050℃保温20分钟后油冷，回火工艺为400℃保温10min，得到性能满足要求的冰球冰刀板坯材料，再根据需要进行切割，表面打磨处理得到冰球冰刀。经性能测试，材料硬度达到61HRC，冲击韧性116J/cm2，抗弯强度4500MPa，性能完全满足应用要求。

Claims (1)

1.一种冰球冰刀材料的制备方法，其特征在于按质量比为C：0.7～1.0％；Mn：0.6-0.8％；Cr：14-16％；Co:1-1.5％；N:0.1-0.15％，Co与N比例为10：1，余量为Fe进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼得到铸锭，将铸锭进行电渣重熔后得到电渣锭，然后进行锻造成长方体坯，锻造比3：1，锻造温度为1080-1230℃，然后将锻造坯体进行热轧成板坯，热轧的温度为1150℃-1200℃，热轧后板坯的厚度为4-6mm；将热轧板坯进行淬火和回火处理；得到性能满足要求的冰球冰刀板坯材料，再根据需要进行切割，表面打磨处理得到冰球冰刀；
所述淬火工艺为1030-1050℃，保温20分钟后油冷，回火工艺为350-400℃，保温10-15min；
所制备的冰球冰刀材料的硬度可达到60HRC，冲击韧性大于115J/cm2，抗弯强度大于4400MPa，可以大幅度提高冰刀的寿命和磨刀周期，最长磨刀周期可达到1万米。
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