一種噴射成形高速鋼絲錐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種噴射成形高速鋼絲錐的方法，屬于制造加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴射成形技術(shù)是利用快速凝固方法制備高性能材料的先進(jìn)工藝，該技術(shù)能夠獲得 晶粒細(xì)小且無偏析的內(nèi)部組織，能夠制備出高合金化的金屬材料，解決了普通鑄鍛工藝很 難制備該種高合金化高速鋼材料的問題。噴射成形的工藝原理是，在惰性氣體等保護(hù)氣氛 下，采用高壓氣體將熔融金屬破碎成細(xì)小的金屬熔滴，霧化熔滴在飛行過程中通過對流和 輻射等傳熱方式發(fā)生熱交換，產(chǎn)生程度不同的凝固，這些部分凝固的熔滴高速撞擊沉積器 表面，在沉積器表面附著、鋪展（變形或破碎）、堆積，逐步長大成大塊金屬沉積坯，對坯體 進(jìn)行后續(xù)加工可獲得最終廣品。
[0003] 我國的航空、航天及裝備制造等產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段，正逐步由制造大國向 制造強國轉(zhuǎn)變。先進(jìn)航空、航天部分產(chǎn)品要求零部件具有一些特殊的性能，因此采用一些特 殊的材料如高溫合金、高強度鋼等，而這類材料特別難加工。我國現(xiàn)有的高速鋼工具使用的 材料制備是以熔鍛工藝為主，由于受熔煉工藝的限制，合金化程度低、碳化物粗大、偏析嚴(yán) 重、分布不均勻，耐磨、沖擊和切削等性能水平偏低，盡管其存在成本低廉的優(yōu)勢，但難以滿 足這類難加工材料的要求，尤其像絲錐這類復(fù)雜產(chǎn)品，只適用于中低端產(chǎn)品。
[0004] 現(xiàn)階段國內(nèi)外主要制作這類絲錐主要采用硬質(zhì)合金材料或進(jìn)口的粉末冶金高速 鋼。但硬質(zhì)合金絲錐存在成本高、韌性不足的缺點，粉末高溫合金也存在流程更長、成本高 的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是針對上述國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的狀況而設(shè)計提供了一種噴射成形高速鋼絲 錐的方法，其目的是提高絲錐的使用壽命，擴大了高速鋼絲錐的應(yīng)用范圍，降低了生產(chǎn)成 本。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0007] 該種噴射成形高速鋼絲錐的方法，其特征在于：該方法的步驟是：
[0008] (1)選擇的高速鋼母合金中碳元素的重量百分比大于2%，鈷元素的重量百分比 大于10%，釩元素的重量百分比大于5% ;
[0009] (2)將母合金放入真空霧化沉積爐制備噴射成形錠坯；
[0010] (3)噴射成形錠坯從真空霧化沉積爐取出后，立即進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火熱處理制 度為：隨爐升溫至630 °C~660 °C，保溫2h，隨爐冷卻；
[0011] (4)對噴射成形錠坯進(jìn)行鍛造與軋制，得到棒材；
[0012] (5)將制備的棒材進(jìn)行軟化退火處理，退火硬度不大于HRC40 ;
[0013] (6)通過車、銑工序?qū)舨募庸こ山z錐毛坯件，棒材的外圓直徑大于絲錐毛坯件外 圓直徑Imm ;
[0014] (7)絲錐毛坯件進(jìn)行淬、回火熱處理后，磨削至成品絲錐。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是通過噴射成形快速凝固的方法，制備出高合金化的高速 鋼棒材，使生產(chǎn)出的噴射成形高合金高速鋼絲錐具有高硬度、高韌性、耐磨性好、使用壽命 長的特點。
【具體實施方式】
[0016] 實施例
[0017] 采用本發(fā)明方法制備噴射成形高速鋼絲錐的步驟是：
[0018] (1)選擇的高合金高速鋼的化學(xué)成分及重量百分比為：C 2. 3% ;V6. 5% ;Cr 4· 0% ;Mo 7· 0% ;W6. 5% ;C〇10. 5% ;余量為 Fe ;
[0019] (2)將高合金高速鋼的母合金放入真空霧化沉積爐制備噴射成形錠坯；
[0020] (3)噴射成形錠坯從真空霧化沉積爐取出后，立即進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火熱處理制 度為：隨爐升溫至650°C，保溫2h，隨爐冷卻；
[0021] (4)對噴射成形錠坯進(jìn)行鍛造與軋制，軋制成0l〇mm的棒材；
[0022] (5)將制備的棒材進(jìn)行軟化退火處理，退火硬度為HRC36 ;
[0023] (6)通過車、銑工序?qū)?l Omrn的棒材加工成08mm的絲錐毛坯件；
[0024] (7)絲錐毛坯件進(jìn)行淬、回火熱處理后，磨削至08mm的成品絲錐。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案提出了一種噴射成形高合金化高速鋼絲錐的制 備新工藝，提高了絲錐的使用壽命，擴大了高速鋼絲錐的應(yīng)用范圍，降低了生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項】
1. 一種噴射成形高速鋼絲錐的方法，其特征在于：該方法的步驟是： (1) 選擇的高速鋼母合金中碳元素的重量百分比大于2%，鈷元素的重量百分比大于 10%，釩元素的重量百分比大于5% ; (2) 將母合金放入真空霧化沉積爐制備噴射成形錠坯； (3) 噴射成形錠坯從真空霧化沉積爐取出后，立即進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火熱處理制度 為：隨爐升溫至630 °C~660 °C，保溫2h，隨爐冷卻； (4) 對噴射成形錠坯進(jìn)行鍛造與軋制，得到棒材； (5) 將制備的棒材進(jìn)行軟化退火處理，退火硬度不大于HRC40 ; (6) 通過車、銑工序?qū)舨募庸こ山z錐毛坯件，棒材的外圓直徑大于絲錐毛坯件外圓直 徑Imm; (7) 絲錐毛坯件進(jìn)行淬、回火熱處理后，磨削至成品絲錐。
【專利摘要】本發(fā)明是一種噴射成形高速鋼絲錐的方法，該方法利用噴射成形快速凝固技術(shù)，使高合金化高速鋼具有細(xì)小晶粒組織，沒有宏觀偏析，再通過后續(xù)的鍛造、機加工、熱處理工藝制備出高耐磨、高硬度絲錐。絲錐硬度可達(dá)HRC68以上，抗彎強度可達(dá)3000MPa，且具有組織均勻、使用壽命長等特點，該方法制備的高速鋼絲錐解決了常規(guī)鑄鍛高速鋼絲錐硬度低、加工難加工材料(如高溫合金)困難、使用壽命短的不足。
【IPC分類】B22F3-115, B23P15-52
【公開號】CN104772612
【申請?zhí)枴緾N201410589972
【發(fā)明人】袁華, 李周, 張國慶, 許文勇, 劉娜, 高正江, 王悅
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年10月28日