一種制作刀具的鈦鐵合金材料及其制備方法
【專利摘要】一種制作刀具的鈦鐵合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：Ti32.3-33.1、Al1.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mo1.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量為Fe。本發(fā)明鈦鐵合金添加了添加了Cr、Zr等合金元素，該合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高的特點(diǎn)，適用于制作刀具，重量輕，鋒利，用于加工難加工的產(chǎn)品，不僅加工精度高，而且刀具使用壽命長；本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高了成品率。
【專利說明】一種制作刀具的鈦鐵合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種制作刀具的鈦鐵合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電鉆是一種應(yīng)用廣泛的電動工具，在建筑、加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。電鉆的主要原理是通過電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，帶動驅(qū)動作業(yè)裝置，從而使鉆頭刮削物體表面以洞穿物體，鉆頭是電鉆必不可少的部件之一。
[0003]目前鉆頭材料主要是高速鋼和硬質(zhì)合金，這兩種合金硬度高、耐磨、紅硬性好，而且保持一定韌性，但是電鉆在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)折斷、刀刃易磨損或者彎曲現(xiàn)象，鉆頭經(jīng)常需要更換，主要是因?yàn)殂@頭材料的硬度、耐磨性、韌性等性能不能達(dá)到平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種制作刀具的鈦鐵合金材料及其制備方法，該磨球材料具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種制作刀具的鈦鐵合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:Ti32.3-33.UA11.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9, Mol.3-2.K Zr0.3-0.5、Η--.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量為 Fe。
[0006]所述的制作刀具的`鈦鐵合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.2-0.4比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鈦、Al、V；(2) Cr、Bi ；(3)Mo、Zr ; (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23-26分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_220°C /小時(shí)速率升溫至400_420°C，保溫30-40分鐘，再以200-220°C /小時(shí)速率升溫至700_720°C，保溫30-40分鐘，再以200-2200C /小時(shí)速率升溫至950-960°C，保溫4-5小時(shí)；再以270_280°C /小時(shí)速率降溫至640-6500C，保溫50-70分鐘，再以270_280°C /小時(shí)速率降溫至180_200°C，保溫2-3小時(shí)；再以130-150°C /小時(shí)速率升溫至350-370°C，保溫30-40分鐘，再以130_150°C /小時(shí)速率升溫至540-550°C，保溫3-4小時(shí)，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:白云石13-15、粘土 30-35、三氧化二鋁2-3、納米鈦白粉2-3、鋁粉1-2、三聚磷酸鈉1-2、三氧化二鐵2_3、瑩石6_8、玉石粉3_4、蒙脫石1-2、樹木灰燼1-2、Na2TiF6 8-10 ;其制備方法是將白云石、粘土、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2500-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明鈦鐵合金添加了添加了 Cr、Zr等合金元素，通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強(qiáng)度、耐磨性，減小了脆性，通過使用廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)均一，該合金具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高的特點(diǎn)，適用于制作刀具，重量輕，鋒利，用于加工難加工的產(chǎn)品，不僅加工精度高，而且刀具使用壽命長；本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高了成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種制作刀具的鈦鐵合金材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:Τ?32.3-33.1、All.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mol.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量為 Fe。
[0011]所述的制作刀具的鈦鐵合金材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.3比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鈦、Al、V; (2) Cr、Bi ；(3)Mo, Zr ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以210°C /小時(shí)速率升溫至410°C，保溫35分鐘，再以210°C /小時(shí)速率升溫至710°C，保溫35分鐘，再以210°C /小時(shí)速率升溫至955°C，保溫4.5小時(shí)；再以275°C /小時(shí)速率降溫至645°C，保溫60分鐘，再以275°C /小時(shí)速率降溫至190°C，保溫2.5小 時(shí)；再以140°C /小時(shí)速率升溫至360°C，保溫35分鐘，再以140°C /小時(shí)速率升溫至545°C，保溫3.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:白云石13、粘土 30、三氧化二鋁3、納米鈦白粉2、鋁粉1、三聚磷酸鈉2、三氧化二鐵3、瑩石6、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼UNa2TiF6 8 ;其制備方法是將白云石、粘土、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2500-3000°C，攪拌1-2小時(shí)，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0014]本實(shí)施例的制作刀具的鈦鐵合金材料的機(jī)械性能為:硬度64HRC，600°C時(shí)的硬度56 HRC，沖擊吸收功55J，沖擊韌性66J/cm2。
【權(quán)利要求】
1.一種制作刀具的鈦鐵合金材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:Ti32.3-33.1、All.3-2.1、V5.1-5.3、Cr8.7-8.9、Mol.3-2.1、Zr0.3-0.5、Hf0.08-0.12、Bi0.15-0.18、Ni0.08-0.12、Sn0.02-0.04、余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作刀具的鈦鐵合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.2-0.4比例作為鐵基質(zhì)來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鈦、Al、V; (2) Cr、Bi ；(3)Mo、Zr ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23-26分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作刀具的鈦鐵合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-220 V /小時(shí)速率升溫至400-420 V，保溫30-40分鐘，再以200-2200C /小時(shí)速率升溫至700-720°C，保溫30-40分鐘，再以200_220°C /小時(shí)速率升溫至950-960°C，保溫4-5小時(shí)；再以270_280°C /小時(shí)速率降溫至640_650°C，保溫50-70分鐘，再以270-2800C /小時(shí)速率降溫至180-200°C，保溫2-3小時(shí)；再以130_150°C /小時(shí)速率升溫至350-370°C，保溫30-40分鐘，再以130_150°C /小時(shí)速率升溫至540_550°C，保溫3-4小時(shí)，取 出空冷即得。
【文檔編號】C22C38/50GK103820727SQ201410009863
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】章功國, 王涇文, 段宗銀, 李純金, 陳超, 王淑妍, 張少伍, 王曉芬, 謝勇 申請人:馬鞍山市恒毅機(jī)械制造有限公司