CN115558843A - 一种合金钢组合物 - Google Patents
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Abstract
一种合金钢组合物，其特征在于，元素包括Fe、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、V、W、Mo、Co；所述元素重量比例为：C 0.4‑1.0％，Si 0.1‑0.8％，Mn0.05‑0.5％，P≤0.05％，S≤0.05％，Cr 15‑35％，Ni 0.05‑0.3％，V 1‑8％，W0.5‑1.5％，Mo 0.5‑3％，Co≤0.02％；Fe≥60％或其余为Fe。本申请所提供的合金钢组合物，可以用于切削用的刀具，用于降低刀具切削过程中产生的金属屑的附着。另外，本申请合金钢组合物还可以用于塑料制品加工模具表面，具有耐腐蚀、高硬度、不开裂的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金钢组合物，尤其涉及一种可用于塑料加工模具表面、以及降低金属屑粘附的耐腐蚀合金钢组合物。
背景技术
塑料制品加工过程中，模具是重要的工具，其用于注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品，素有“工业之母”的称号。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
金属加工中应用到的切刀等刀具，在切、削、铣等过程中，会产生大量的金属屑，尤其是铝合金切割时，铝屑漂浮在空中。目前主要的解决方案是配置有吸尘功能或者防护罩的功能装置，把吸尘器加在切割机设备上，通过吸尘器的功解决该问题，但是不是所有的设备都能匹配吸尘器，也就是说，有的设备上面无法安装吸尘器，就要对这台设备增加相应的排序以及吸屑的功能。
加工过程中产生金属屑牢固的附着于刀具表面，一方面导致刀具表面磨损严重，另一方面会降低加工产品表面性能。这已经成为金属加工行业面临的普遍问题。为此，如何解决刀具对金属屑的吸附，是急需解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种合金钢组合物，其可以通过激光熔覆增材制造技术附着于金属制品表面，提高所述金属制品的性能的合金钢组合物。
本申请第一方面是提供一种合金钢组合物，元素包括铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、镍(Ni)、钒(V)、钨(W)、钼(Mo)。或者还可以包括钴(Co)。
在一种优选实施例中，所述合金钢组合物，所述元素重量比例为：C 0.4-1.0％，Si0.1-0.8％，Mn 0.05-0.5％，P≤0.05％，S≤0.05％，Cr 15-35％，Ni 0.05-0.3％，V 1-8％，W 0.5-1.5％，Mo 0.5-3％，Co≤0.02％；Fe≥60％(或其余为Fe)。
在一种优选实施例中，所述合金钢组合物，所述元素重量比例为：C 0.5-0.8％，Si0.25-0.6％，Mn 0.1-0.35％，P 0.001-0.04％，S 0.001-0.04％，Cr 18-30％，Ni 0.08-0.25％，V 2-6％，W 0.6-1.3％，Mo 0.8-2.5％，Co≤0.01％；Fe≥65％(或其余为Fe)。
在一种优选实施例中，所述合金钢组合物，所述元素重量比例为：C 0.6-0.7％，Si0.35-0.5％，Mn 0.2-0.3％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，Cr 20-26％，Ni 0.1-0.2％，V3-5.5％，W 0.7-1.0％，Mo 1.2-2.0％，Co≤0.01％；Fe≥67％(或其余为Fe)。
在一种优选实施例中，所述合金钢组合物，所述元素重量比例为：C 0.6-0.7％，Si0.4-0.5％，Mn 0.25-0.3％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，Cr 20-25％，Ni 0.13-0.18％，V 4-5％，W 0.7-1.0％，Mo 1.4-1.8％，Co≤0.01％；Fe≥67％(或其余为Fe)。
在一种优选实施例中，本申请所述的合金钢组合物，为粉末形态。优选地，所述合金组合物为球形粉末形态。
在一种优选实施例中，所述球形粉末粒径≤200μm，更优选为1-180μm之间，更优选为50-150μm之间。
本申请第二个方面提供一种塑料制品加工用的模具，包括：模具本体，以及在模具本体接触塑料表面覆盖的合金层，所述合金层由本申请第一个方面所述的合金钢组合物制成。
在一种优选实施例中，通过激光熔覆技术，将本申请第一个方面所述的合金钢组合物附着在模具本体表面。
本申请第二个方面提供一种切削用的刀具，所述刀具表面覆盖有合金层，所述合金层由本申请第一个方面所述的合金钢组合物制成。
在一种优选实施例中，通过激光熔覆技术，将本申请第一个方面所述的合金钢组合物附着在刀具表面。
在一种优选实施例中，所述激光熔覆是指，粉末状的所述高硬度耐磨材料组合物的，环绕激光束落到基材(如本申请所的模具本体或刀具)表面，所述激光束按照预设速度运动。
本申请所提供的合金钢组合物，可以用于切削用的刀具，用于降低刀具切削过程中产生的金属屑的附着。另外，本申请合金钢组合物还可以用于塑料制品加工模具表面，具有耐腐蚀、高硬度、不开裂的特点。
具体实施方式
本申请提供了一种高硬度耐磨材料组合物及其应用。本申请所述的耐磨材料组合物中，包括如下元素：
C 0.4-1.0％，优选为0.5-0.8％，更优选为0.6-0.7％；更优选为0.6-0.7％；Si0.1-0.8％，优选为0.25-0.6％，更优选为0.35-0.5％；更优选为0.4-0.5％；Mn 0.05-0.5％，优选为0.1-0.35％，更优选为0.2-0.3％；更优选为0.25-0.3％；P≤0.05％，优选为0.001-0.04％，更优选为0.01-0.03％更优选为0.01-0.03％；S≤0.05％，优选为0.001-0.04％，更优选为0.01-0.03％更优选为0.01-0.03％；Cr 15-35％，优选为18-30％，更优选为20-26％；更优选为20-25％；Ni 0.05-0.3％，优选为0.08-0.25％，更优选为0.1-0.2％；更优选为0.13-0.18％；V 1-8％，优选为2-6％，更优选为3-5.5％；更优选为4-5％；W 0.5-1.5％，优选为0.6-1.3％，优选为0.7-1.0％更优选为0.7-1.0％；Mo 0.5-3％，优选为0.8-2.5％，更优选为1.2-2.0％；更优选为1.4-1.8％；Co≤0.02％；优选为≤0.01％；其余为Fe。
本申请所述的材料组合物，优选为球形粉末状形态。其粒径优选为≤200μm尤其是优选为5-155μm之间。
实施例1
本实施例中，各元素组分为：
C 0.5％；Si 0.5％；Mn 0.25％；Cr 20％；Ni 0.15％；V 4.5％；Mo 1.5％；Co≤0.01％；S 0.03％；P 0.03％；W 1％；其余为Fe。
实施例2
本实施例中，各元素组分为：
C 0.66％；Si 0.45％；Mn 0.27％；Cr 23％；Ni 0.15％；V 4.5％；Mo 1.5％；Co≤0.01％；S 0.03％；P 0.03％；W 0.8％；其余为Fe。
实施例3
本实施例中，各元素组分为：
C 0.72％；Si 0.53％；Mn 0.3％；Cr 20％；Ni 0.15％；V 4％；Mo 1.8％；Co≤0.01％；S 0.03％；P 0.03％；W 1％；其余为Fe。
实施例4
本实施例中，各元素组分为：
C 0.57％；Si 0.44％；Mn 0.18％；Cr 28％；Ni 0.22％；V 3％；Mo 1.2％；Co≤0.01％；S 0.03％；P 0.03％；W 1％；其余为Fe。
实施例5
本实施例中，各元素组分为：
C 0.7％；Si 0.33％；Mn 0.31％；Cr 18％；Ni 0.18％；V 2.5％；Mo 2.2％；Co≤0.01％；S 0.03％；P 0.03％；W 1.3％；其余为Fe。
本申请上述实施例中的组合物，其具有良好的耐腐蚀性，并解决了高C合金易开裂的缺陷，可用于塑料加工模具的制作，或者用于塑料加工模具表面。
实施例6
将上述实施例中的组合物，通过激光熔覆技术，逐层附着于机床切刀表面，用于切削铝材时，金属铝屑可几乎无肉眼可见附着。说明本申请合金钢组合物，明显改善了切刀电磁性导致的金属屑附着的问题。
本申请实施例1-4组合物所得产品性能检测结果如下(不经淬火、回火)：
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种合金钢组合物，其特征在于，元素包括Fe、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、V、W、Mo、Co；所述元素重量比例为：
C 0.4-1.0％，Si 0.1-0.8％，Mn 0.05-0.5％，P≤0.05％，S≤0.05％，Cr 15-35％，Ni0.05-0.3％，V 1-8％，W 0.5-1.5％，Mo 0.5-3％，Co≤0.02％；Fe≥60％或其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的合金钢组合物，其特征在于，所述元素重量比例为：C 0.5-0.8％，Si 0.25-0.6％，Mn 0.1-0.35％，P 0.001-0.04％，S 0.001-0.04％，Cr 18-30％，Ni0.08-0.25％，V 2-6％，W 0.6-1.3％，Mo 0.8-2.5％，Co≤0.01％；Fe≥65％或其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的合金钢组合物，其特征在于，所述元素重量比例为：C 0.6-0.7％，Si 0.35-0.5％，Mn 0.2-0.3％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，Cr 20-26％，Ni0.1-0.2％，V 3-5.5％，W 0.7-1.0％，Mo 1.2-2.0％，Co≤0.01％；Fe≥67％或其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的合金钢组合物，其特征在于，所述元素重量比例为：C 0.6-0.7％，Si 0.4-0.5％，Mn 0.25-0.3％，P 0.01-0.03％，S 0.01-0.03％，Cr 20-25％，Ni0.13-0.18％，V 4-5％，W 0.7-1.0％，Mo 1.4-1.8％，Co≤0.01％；Fe≥67％或其余为Fe。
5.根据权利要求1所述的合金钢组合物，其特征在于，所述合金钢组合物为球形粉末形态。
6.根据权利要求5所述的合金钢组合物，其特征在于，所述球形粉末粒径≤200μm。
7.一种塑料制品加工用的模具，其特征在于，包括：模具本体，以及在模具本体接触塑料表面覆盖的合金层，所述合金层由权利要求1所述的合金钢组合物制成。
8.根据权利要求5所述的塑料制品加工用的模具，其特征在于，通过激光熔覆技术，将所述的合金钢组合物附着在模具本体表面。
9.一种切削用的刀具，其特征在于，所述刀具表面覆盖有合金层，所述合金层由权利要求1所述的合金钢组合物制成。
10.根据权利要求7所述的切削用的刀具，其特征在于，通过激光熔覆技术，
将权利要求1所述的合金钢组合物附着在刀具表面。
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