一種高能離子切分輪合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高能離子切分輪合金材料及其制備方法。包括合金材料的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為：C：2.5～3.1％，Cr：25.5～30％，Ti：1.18～2.12％，Mn：1.14～1.18％，Mo：0.15～0.21％，Cu：0.05～0.02％，Mg：0.04～0.06％，余量為Fe。本發(fā)明通過采用合金材料制成的切分輪，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過高能離子注滲碳化鎢工藝，在切分輪表面形成一層滲碳化鎢?Co復(fù)合層，切分輪表面只有碳化鎢的高硬度、高耐磨性，同時表而的紅硬性、熱強(qiáng)性、抗疲勞性也得到提高。
【專利說明】
一種高能離子切分輪合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于切分輪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高能離子切分輪合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]WCSA(碳化鎢注滲鋼基合金)是采用高能離子使WC注滲到鋼基體內(nèi)，使表面形成耐磨性很高的碳化鎢(WC)富集層和特殊的組織結(jié)構(gòu)。WC屬高硬陶瓷材料，硬而脆，除了作研磨材料外，WC很少直接使用。20世紀(jì)20年代，科學(xué)家發(fā)明了以鈷粘結(jié)的WC基硬質(zhì)合金。
[0003]高的耐磨性和良好的綜合力學(xué)性能WC注滲進(jìn)合金結(jié)構(gòu)鋼基體后，與基體材料形成冶僉結(jié)合，濃度成梯度變化，沒有宏觀界而形成特殊的組織結(jié)構(gòu)。碳化鎢和介金結(jié)構(gòu)鋼兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，使切分輪表面只有碳化鎢的高硬度、高耐磨性，同時表而的紅硬性、熱強(qiáng)性、抗疲勞性也得到提高。而心部則保持了合金結(jié)構(gòu)鋼原有的高強(qiáng)度、高韌性。在表而和心部間還存在一個性能漸變的梯度過渡層，有效地避免了性能突變時可能引起的材料破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高能離子切分輪合金材料及其制備方法，通過采用合金材料制成的切分輪，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過高能離子注滲碳化鎢工藝，在在切分輪表面形成一層滲碳化鎢-Co復(fù)合層，切分輪表面只有碳化鎢的高硬度、高耐磨性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明為一種高能離子切分輪合金材料，該合金材料的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為:C:2.5?3.1%，Cr:25.5 ?30%，T1:1.18 ?2.12 %，Mn:1.14 ?I.18%，Μο:0.15 ?
0.21%，Cu:0.05?0.02%，Mg:0.04?0.06%，余量為Fe。
[0007]—種高能離子切分輪合金材料的制備方法，包括如下步驟；
[0008]步驟一，將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵、鈦鐵、鉬鐵和錳鐵混合加熱熔化；
[0009]步驟二，將步驟一的混合鋼水溫度升至1730 0C?1780 V，加入脫氧劑鋁，而后出爐；
[0010]步驟三，將銅鐵破碎至粒度0.1-1mm的小塊混合Mg粉，經(jīng)260°C以下溫度烘干后，置于澆包底部，采用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；
[0011]步驟四，用臘模精密鑄造方法或消失模鑄造方法澆注切分輪，鋼水澆注溫度為1400。。?1450。。；
[0012]步驟五，對于澆注的切分輪經(jīng)打磨清理后進(jìn)行退火處理，其工藝是在880 °C?950°C下保溫2h?4h，然后爐冷至550°C后爐冷或空冷；
[0013]步驟六，將切分輪進(jìn)行粗加工后，再進(jìn)行等溫淬火處理，其工藝是在電爐或鹽浴爐內(nèi)加熱至1050°C?1180°C，保溫1.5h?311后，直接在280°C?360°C的鹽浴池內(nèi)等溫2h?4h，然后空冷；隨后進(jìn)行回火處理，其工藝是在500°C?580°C保溫3h?6h，然后爐冷或空冷，在相同的工藝下回火兩次，最后進(jìn)行精加工；
[0014]步驟七，將步驟六加工的切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層。
[0015]對切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層包括如下步驟:
[0016]步驟一，采用將石墨粉和鎢粉按原子比1:1的比例置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨50h-l 50h，合成了晶粒度為3.0-3.5圓的WC粉體；
[0017]步驟二，將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成0.7-0.9nm的Co粉；
[0018]步驟三，通過高能離子注滲碳化鎢工藝將步驟一75 %-89 %的WC粉體和步驟二11% -25 %的Co粉混合粉末;在切分輪表面形成一層滲碳化媽-Co復(fù)合層。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明通過采用合金材料制成的切分輪，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過高能離子注滲碳化鎢工藝，在在切分輪表面形成一層滲碳化鎢-Co復(fù)合層，切分輪表面只有碳化鎢的高硬度、高耐磨性，同時表而的紅硬性、熱強(qiáng)性、抗疲勞性也得到提高。
[0021]當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]—種高能離子切分輪合金材料，該合金材料的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為:C:2.5?3.1%，Cr:25.5?30%，T1:1.18?2.12%，Μη:1.14?1.18%，Μο:0.15?0.21%，Cu:
0.05?0.02%，Mg:0.04?0.06%，余量為Fe。
[0024]—種高能離子切分輪合金材料的制備方法，包括如下步驟；
[0025]步驟一，將普通廢鋼、生鐵、鉻鐵、鈦鐵、鉬鐵和錳鐵混合加熱熔化；
[0026]步驟二，將步驟一的混合鋼水溫度升至1730°C?1780°C，加入脫氧劑鋁，而后出爐；
[0027]步驟三，將銅鐵破碎至粒度0.1-1mm的小塊混合Mg粉，經(jīng)260°C以下溫度烘干后，置于澆包底部，采用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；
[0028]步驟四，用臘模精密鑄造方法或消失模鑄造方法澆注切分輪，鋼水澆注溫度為1400。。?1450。。；
[0029]步驟五，對于澆注的切分輪經(jīng)打磨清理后進(jìn)行退火處理，其工藝是在880 °C?950°C下保溫2h?4h，然后爐冷至550°C后爐冷或空冷；
[0030]步驟六，將切分輪進(jìn)行粗加工后，再進(jìn)行等溫淬火處理，其工藝是在電爐或鹽浴爐內(nèi)加熱至1050°C?1180°C，保溫1.5h?311后，直接在280°C?360°C的鹽浴池內(nèi)等溫2h?4h，然后空冷；隨后進(jìn)行回火處理，其工藝是在500°C?580°C保溫3h?6h，然后爐冷或空冷，在相同的工藝下回火兩次，最后進(jìn)行精加工；
[0031 ]步驟七，將步驟六加工的切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層。
[0032]對切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層包括如下步驟:
[0033]步驟一，采用將石墨粉和鎢粉按原子比1:1的比例置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨50h-l 50h，合成了晶粒度為3.0-3.5圓的WC粉體；
[0034]步驟二，將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成0.7-0.9nm的Co粉；
[0035]步驟三，通過高能離子注滲碳化鎢工藝將步驟一75 %-89 %的WC粉體和步驟二11% -25 %的Co粉混合粉末;在切分輪表面形成一層滲碳化媽-Co復(fù)合層。
[0036]采用合金材料制成的切分輪，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過高能離子注滲碳化鎢工藝，在在切分輪表面形成一層滲碳化鎢-Co復(fù)合層，切分輪表面只有碳化鎢的高硬度、高耐磨性，同時表而的紅硬性、熱強(qiáng)性、抗疲勞性也得到提高。
[0037]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0038]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項】
1.一種高能離子切分輪合金材料，其特征在于，所述合金材料的各組分按質(zhì)量百分比的構(gòu)成為:C:2.5?3.1%，Cr:25.5?30%，T1:1.18?2.12%，Mn:1.14?I.18%，Μο:0.15?.0.21%，Cu:0.05?0.02%，Mg:0.04?0.06%，余量為Fe。2.如權(quán)利要求1所述的一種高能離子切分輪合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，將普通廢鋼、生鐵、絡(luò)鐵、欽鐵、鑰鐵和猛鐵混合加熱恪化； 步驟二，將步驟一的混合鋼水溫度升至1730°C?1780°C，加入脫氧劑鋁，而后出爐；步驟三，將銅鐵破碎至粒度0.1-1mm的小塊混合Mg粉，經(jīng)260 V以下溫度烘干后，置于澆包底部，采用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理； 步驟四，用臘模精密鑄造方法或消失模鑄造方法澆注切分輪，鋼水澆注溫度為1400°C?1450。。； 步驟五，對于澆注的切分輪經(jīng)打磨清理后進(jìn)行退火處理，其工藝是在880°C?950°C下保溫2h?4h，然后爐冷至550°C后爐冷或空冷； 步驟六，將切分輪進(jìn)行粗加工后，再進(jìn)行等溫淬火處理，其工藝是在電爐或鹽浴爐內(nèi)加熱至1050°C?1180°C，保溫1.5h?311后，直接在280°C?360°C的鹽浴池內(nèi)等溫2h?4h，然后空冷；隨后進(jìn)行回火處理，其工藝是在500°C?580°C保溫3h?6h，然后爐冷或空冷，在相同的工藝下回火兩次，最后進(jìn)行精加工； 步驟七，將步驟六加工的切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高能離子切分輪合金材料的制備方法，其特征在于，所述步驟七，將步驟六加工的切分輪表面進(jìn)行高能離子注滲碳化鎢復(fù)合層包括如下步驟: 步驟一，采用將石墨粉和鎢粉按原子比1:1的比例置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨50h-150h，合成了晶粒度為3.0-3.5圓的WC粉體； 步驟二，將Co粉置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成0.7-0.9nm的Co粉；步驟三，通過高能離子注滲碳化鎢工藝將步驟一75 %-89%的WC粉體和步驟二11%-.25 %的Co粉混合粉末;在切分輪表面形成一層滲碳化鎢-Co復(fù)合層。
【文檔編號】C22C38/22GK106086696SQ201610702027
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發(fā)明人】趙仕堂, 趙家柱, 吳迪, 梁海峰, 王磊, 王孟祥
【申請人】合肥東方節(jié)能科技股份有限公司