一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.10-0.15、鈷15-18、鉻2.1-2.5、釩0.2-0.5、鈮0.4-0.6、鉬6.1-6.3、鎢1.3-1.5、Sb0.02-0.04、Bi0.9-1.2、Yb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明合金鋼通過添加鈷、鉬、鈮、釩、鎢等元素，增加了合金的硬度、耐磨性和耐高溫性，通過添加Sb、鉻、Yb等元素，大大增加了合金的硬度；本發(fā)明合金鋼適用于制作特種刀具，用于切削鈦合金等難切削的材料，耐熱性好，切削精度高，使用壽命長。
【專利說明】一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電鉆是一種應(yīng)用廣泛的電動(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)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加工鈦合金的刀具合金鋼材料及其制備方法，該磨球材料具有高硬度、耐高溫、耐磨的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種加工鈦合金的 刀具合金鋼材料，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:碳 0.10-0.15、鈷 15-18、鉻 2.1-2.5、釩 0.2-0.5、鈮 0.4-0.6、鑰 6.1-6.3、鎢
1.3-1.5、Sb0.02-0.04、Bi0.9-1.2、Yb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述的加工鈦合金的刀具合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.3-0.7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(cè)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)?(1)鉻、釩；(2)鈷、鈮、鑰；(3)鎢、Sb ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以280_290°C /小時(shí)速率升溫至800_820°C，再以280-2900C /小時(shí)速率降溫至680-700°C，再以280_290°C /小時(shí)速率升溫至950_960°C，保溫3-4小時(shí)；再以280-290 °C /小時(shí)速率降溫至630-640 V，保溫50-70分鐘，再以260-270°C /小時(shí)速率降溫至180-200°C，保溫2-3小時(shí)；再以180_190°C /小時(shí)速率升溫至370-380°C，保溫50-70分鐘，再以180_190°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)明合金鋼通過添加鈷、鑰、鈮、釩、鎢等元素，增加了合金的硬度、耐磨性和耐高溫性，通過添加Sb、鉻、Yb等元素，大大增加了合金的硬度；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。本發(fā)明合金鋼適用于制作特種刀具，用于切削鈦合金等難切削的材料，耐熱性好，切削精度高，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(jí)左右，明顯提聞了成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.10-0.15、鈷 15-18、鉻 2.1-2.5、釩 0.2-0.5、鈮 0.4-0.6、鑰 6.1-6.3、鎢 1.3-1.5、Sb0.02-0.04、Bi0.9-1.2、Yb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0011]所述的加工鈦合金的刀具合金鋼材料的生產(chǎn)方法為:
(I)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.5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(cè)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)鉻、釩；(2 )鈷、鈮、鑰；(3 )鎢、Sb ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以285°C /小時(shí)速率升溫至810°C，再以285°C /小時(shí)速率降溫至690°C，再以285°C /小時(shí)速率升溫至955°C，保溫3.5小時(shí)；再以285°C /小時(shí)速率降溫至635°C，保溫60分鐘，再以265°C /小時(shí)速率降溫至190°C，保溫2.5小時(shí)；再以185 °C /小時(shí)速率升溫至`375 °C，保溫60分鐘，再以185 °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)施例的加工鈦合金的刀具合金鋼材料的機(jī)械性能為:硬度68HRC，600°C時(shí)的硬度52 HRC，沖擊吸收功56J，沖擊韌性66J/cm2。
【權(quán)利要求】
1.一種加工鈦合金的刀具合金鋼材料，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:碳 0.10-0.15、鈷 15-18、鉻 2.1-2.5、釩 0.2-0.5、鈮 0.4-0.6、鑰 6.1-6.3、鎢1.3-1.5、Sb0.02-0.04、Bi0.9-1.2、Yb0.05-0.08、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工鈦合金的刀具合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.3-0.7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(cè)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)鉻、釩；(2)鈷、鈮、鑰；(3)鎢、Sb ； (4)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-23分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工鈦合金的刀具合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以280-290°C /小時(shí)速率升溫至800-820°C，再以280_290°C /小時(shí)速率降溫至680-700°C，再以280-290°C /小時(shí)速率升溫至950_960°C，保溫3_4小時(shí)；再以280-290°C /小時(shí)速率降溫至630-640°C，保溫50-70分鐘，再以260_270°C /小時(shí)速率降溫至180-200 °C，保溫2-3小時(shí)；再以180-190°C /小時(shí)速率升溫至370_380°C，保溫50-70分鐘，再以180-190°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(hào)】C22C38/60GK103774062SQ201410009915
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)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(qǐng)人:馬鞍山市恒毅機(jī)械制造有限公司