CN113265594A

CN113265594A - 一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺

Info

Publication number: CN113265594A
Application number: CN202110534557.3A
Authority: CN
Inventors: 王帅帅; 徐辉霞; 马志俊; 徐文瑛; 吴建忠
Original assignee: Tiangong Aihe Special Steel Co Ltd
Current assignee: Tiangong Aihe Special Steel Co Ltd
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2021-08-17

Abstract

本发明公开了一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺，具体涉及高速钢制造技术领域，所使用原料碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1‑2%、钒块1‑4%、铬块19‑21%、铁块77‑65%和钼块2‑8%。本发明通过将制得的钢坯工件放入炉温300℃的热等静压罐体中，使得热等静压罐体中的空气中的水分和氧气能够与工件表面发生化学反应生成抗腐蚀的保护膜，进而能够提高钢坯工件的抗腐蚀性能，使得钢坯工件能够长时间的保存而不会对其自身的质量造成影响。

Description

一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺

技术领域

本发明实施例涉及高速钢制造技术领域，具体涉及一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺。

背景技术

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。近30年来，粉末冶金技术获得了飞速的发展，许多“后致密化”技术（即在传统的粉末冶金方法的烧结工序之后增加一些致密化工序，如复压、复烧、锻造、拉制、挤压等）、热等静压、注射成型以及机械合金化等工艺的研制成功，克服了传统粉末冶金制品由于致密性低而导致使用上的技术障碍，使粉末冶金技术得以推广应用。到目前为止，粉末冶金技术既是高强度、高密度、形状复杂、无切削、少切削零件的制造工艺，又是生产新型材料的加工方法。

但是现有技术所制作的高速钢工件经热处理之后，工件表面由于温度较高，在存储的过程中，容易与空气中的水分进行反应而对工件的表面形成腐蚀，从而容易影响工件的质量。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺，通过将制得的钢坯工件放入炉温300℃的热等静压罐体中，使得热等静压罐体中的空气中的水分和氧气能够与工件表面发生化学反应生成抗腐蚀的保护膜，从而能够提高工件的抗腐蚀性，使得工件能够长时间的存储而不会影响其质量。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1-2%、钒块1-4%、铬块19-21%、铁块77-65%和钼块2-8%。

进一步地，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1%、钒块1%、铬块19%、铁块77%和钼块2%。

进一步地，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.25%、钒块2%、铬块20%、铁块73%和钼块3.75%。

进一步地，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.45%、钒块3%、铬块21%、铁块69%和钼块5.55%。

进一步地，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块2%、钒块4%、铬块21%、铁块65%和钼块8%。

一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺，具体步骤如下：

步骤一、制粉：将块状的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块分别放入不同的球磨机A中进行研磨，以制成粒径较小的金属粉末和钼块粉末；

步骤二、混合粉末：将制备的金属粉末和钼块粉末依次倒入球磨罐B机中，利用球磨机将其混合；

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

步骤四、将钢液注入雾化喷嘴中，以利用喷嘴将钢液喷入高压氮气流，以制得粒径较小的钢粉；

步骤五、先抽出钢桶中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向钢桶中充入氮气，再加入制得的钢粉，然后再次抽出钢桶中的气体，使钢桶内部处于真空状态，以防止钢粉被氧化，然后再焊合钢桶；将焊合后的钢桶放在三向振动台对粉末进行震实；

步骤六、将步骤五钢桶放入热等静压罐体，密封罐体，抽出罐体中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向充入氩气；将罐体内压力调节到160-180mPa，再将罐体内温度升高到1000-1300℃，然后稳定加热，使得罐体内温度能够维持在该温度60-90min，然后保温结束后，停止加热，使炉内温度缓慢下降到300℃，然后抽空氩气，输入空气，接着取出工件，使其能够自然降温；

步骤七、将步骤六制得的工件表面钢板车掉，内部的粉末冶金产品表面的铬元素被空气中的氧气氧化形成一种致密的氧化铬保护膜。

进一步地，在步骤一中，对于体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，先利用切削机将体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块切削成体积较小的块体，便于将碳块、钒块、铬块、铁块和钼块充分粉碎。

进一步地，在步骤二中，向球磨机B内部添加酒精作为介质，并且将研磨的时间控制在24小时，便于混合均匀。

本发明实施例具有如下优点：

本发明通过将盛放有钢粉的钢桶直接放置在热等静压罐体中，并向热等静压罐体中通入空气，使得空气中的水分与氧气能够在高温的条件下与钢坯工件表面发生化学反应生成氧化铬薄膜，从而能够在钢坯工件表面形成抗腐蚀的氧化铬薄膜，进而能够提高钢坯工件的抗腐蚀性能，使得钢坯工件能够长时间的保存而不会对其自身的质量造成影响。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1-2%、钒块1-4%、铬块19-21%、铁块77-65%和钼块2-8%。

具体到本实施例中：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1%、钒块1%、铬块19%、铁块77%和钼块2%。

步骤一、制粉：将块状的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块分别放入不同的球磨机A中进行研磨，以制成粒径较小的金属粉末和钼块粉末，其中对于体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，先利用切削机将体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块切削成体积较小的块体；

步骤二、混合粉末：将制备的金属粉末和钼块粉末依次倒入球磨罐B机中，利用球磨机将其混合，研磨的过程中向球磨机B内部添加酒精作为介质，并且将研磨的时间控制在24小时；

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

步骤六、将步骤五钢桶放入热等静压罐体，密封罐体，抽出罐体中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向充入氩气；将罐体内压力调节到160mPa，再将罐体内温度升高到1000℃，然后稳定加热，使得罐体内温度能够维持在该温度60min，然后保温结束后，停止加热，使炉内温度缓慢下降到300℃，然后抽空氩气，输入空气，接着取出工件，使其能够自然降温；

实施例2：

具体到本实施例中：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.25%、钒块2%、铬块20%、铁块73%和钼块3.75%。

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

步骤六、将步骤五钢桶放入热等静压罐体，密封罐体，抽出罐体中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向充入氩气；将罐体内压力调节到165mPa，再将罐体内温度升高到1100℃，然后稳定加热，使得罐体内温度能够维持在该温度70min，然后保温结束后，停止加热，使炉内温度缓慢下降到300℃，然后抽空氩气，输入空气，接着取出工件，使其能够自然降温。

步骤七、将步骤六制得的工件表面钢板车掉，内部的粉末冶金产品表面的铬元素被空气中的氧气氧化形成一种致密的氧化铬保护膜实施例3：

具体到本实施例中：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.45%、钒块3%、铬块21%、铁块69%和钼块5.55%。

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

步骤六、将步骤五钢桶放入热等静压罐体，密封罐体，抽出罐体中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向充入氩气；将罐体内压力调节到170mPa，再将罐体内温度升高到1200℃，然后稳定加热，使得罐体内温度能够维持在该温度80min，然后保温结束后，停止加热，使炉内温度缓慢下降到300℃，然后抽空氩气，输入空气，接着取出工件，使其能够自然降温；

实施例4：

本发明提供一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1-2%、钒块1-4%、铬块19-21%、铁块77-65%和钼块2-8%。

具体到本实施例中：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块2%、钒块4%、铬块21%、铁块65%和钼块8%。

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

步骤六、将步骤五钢桶放入热等静压罐体，密封罐体，抽出罐体中的空气，使其内部能够处于真空状态，然后向充入氩气；将罐体内压力调节到180mPa，再将罐体内温度升高到1300℃，然后稳定加热，使得罐体内温度能够维持在该温度90min，然后保温结束后，停止加热，使炉内温度缓慢下降到300℃，然后抽空氩气，输入空气，接着取出工件，使其能够自然降温；

实施例5：

分别取上述实施例1-4所制得的4个钢坯工件，进行对比，得到以下数据：

由上表可知，实施例4中原料配合比例适中，而且实施例4中的加工工艺中的条件控制的最好，实施例4中所制得的钢坯工件相对于其它实施例来说具有较好的抗腐蚀性能和较高的表面硬度，而且实施例4中的钢坯工件储存的时间最长。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1-2%、钒块1-4%、铬块19-21%、铁块77-65%和钼块2-8%。

2.根据权利要求1所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1%、钒块1%、铬块19%、铁块77%和钼块2%。

3.根据权利要求1所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.25%、钒块2%、铬块20%、铁块73%和钼块3.75%。

4.根据权利要求1所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块1.45%、钒块3%、铬块21%、铁块69%和钼块5.55%。

5.根据权利要求1所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：所使用原料包括碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，其中的成分质量百分比为碳块2%、钒块4%、铬块21%、铁块65%和钼块8%。

6.根据权利要求1-5所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢，其特征在于：还包括该高效粉末冶金高速钢加工工艺，具体步骤如下：

步骤三、将混合后的粉末加入感应熔炼炉中，以制成钢液；

7.根据权利要求6所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺，其特征在于：在步骤一中，对于体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块，先利用切削机将体积较大的碳块、钒块、铬块、铁块和钼块切削成体积较小的块体。

8.根据权利要求6所述的一种高效粉末冶金耐蚀耐磨高速钢加工工艺，其特征在于：在步骤二中，向球磨机B内部添加酒精作为介质，并且将研磨的时间控制在24小时。