硬質(zhì)合金鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于合金技術，尤其涉及一種硬質(zhì)合金鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金鋼的制造工藝是粉末冶金燒結(jié)法，但由于手燒結(jié)設備及制作工藝的限制，而不能生產(chǎn)出大體積的弓箭，而燒結(jié)工藝復雜、周期長、成本高，因工件的體積大、中心部燒不透，孔隙、夾雜等缺陷就會明顯增多，導致合金的強度大大降低。用粉末冶金法燒結(jié)出來的硬質(zhì)合金鋼中的硬質(zhì)相和粘結(jié)相，二相結(jié)合力弱，易在兩相上生成裂紋擴展，還會出現(xiàn)成分偏析，有空洞，不致密等組織上的缺陷，影響該材料的應用，只能作為冶金行業(yè)的導向輥和小型輥環(huán)及其它行業(yè)的小型耐磨零件實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于改變現(xiàn)有技術中的不足，而提供一種具有高強度、高硬度和耐磨性，又具有高塑性和高韌性的硬質(zhì)合金鋼及其制備方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案:
[0005]一種硬質(zhì)合金鋼，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢:1%?12%、鎳:0.5%?3%、鉻:0.8%?9%、碳:0.2%?5%、銅:0.5% ?1.5%、錳:0.5%?2%、硅:0.5%?3%、硫:0.3%?5%、磷:0.2%?6%、鐵:60%?70%。
[0006]一種如上所述的硬質(zhì)合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0007]I)、先將25%?35%的迭放到溫度為1400?1600°C的爐中進行熔化；
[0008]2)、向步驟I)熔化后的高溫鐵水中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C:
[0009]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵，進行熔化；
[0010]4)、待步驟3)中所加入的鉻、鎳、鐵完全熔化后，再加入錳、硅、硫和磷，進行熔化；
[0011]5)、待步驟4)所加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中加入銅進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并向熔體中加入打渣劑。
[0012]所述打渣劑的加入量按每噸熔體0.5-2公斤的比例進行添加。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、本發(fā)明硬質(zhì)合金鋼的制造成本與粉末冶金工藝相比，降低了 30%以上，使用其制造復合軋輥的成本比二步法復合工藝降低了 50%以上，且成品率達89%以上。
[0015]2、本發(fā)明硬質(zhì)合金鋼內(nèi)部組織純凈度高，與粉末冶金生產(chǎn)工藝產(chǎn)品相比，在硬度、強度相同的條件下，其沖擊韌性明顯的高于粉冶的，其耐磨性比粉冶工藝的產(chǎn)品高1.5?2倍。
[0016]3、使用本發(fā)明所加工出來的產(chǎn)品壽命明顯提高，可以使各種冷、熱模具的壽命明顯提高3?5倍。
[0017]4、本發(fā)明制備方法簡單，易于操作。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:一種硬質(zhì)合金鋼，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢:10%、鎳:2.6%、鉻:7.2%、碳:3.1%、銅:1.3%、錳:1.6%、硅:2.1%、硫:3.4%、磷:3.7%、鐵:65%。
[0019]一種如上所述的硬質(zhì)合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0020]I)、先將28%的迭放到溫度為1400?1600°C的爐中進行熔化；
[0021]2)、向步驟I)熔化后的高溫鐵水中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C ；
[0022]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵，進行熔化
[0023]4)、待步驟3)中所加入的鉻、鎳、鐵完全熔化后，再加入錳、硅、硫和磷，進行熔化；
[0024]5)、待步驟4)所加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中加入銅進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并向熔體中加入打渣劑，打渣劑的加入量按每噸熔體0.5-2公斤的比例進行添加。
[0025]實施例2:—種硬質(zhì)合金鋼，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢:11%、鎳:1.6%、鉻:8.2%、碳:4.1%、銅:1.3%、錳:1.6%、硅:2.1%、硫:4.4%、磷:5.7%、鐵:60%。
[0026]一種如上所述的硬質(zhì)合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0027]I)、先將35%的迭放到溫度為1400?1600°C的爐中進行熔化；
[0028]2)、向步驟I)熔化后的高溫鐵水中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C ；
[0029]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵，進行熔化；
[0030]4)、待步驟3)中所加入的鉻、鎳、鐵完全熔化后，再加入錳、硅、硫和磷，進行熔化；
[0031]5)、待步驟4)所加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中加入銅進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并向熔體中加入打渣劑，打渣劑的加入量按每噸熔體0.5-2公斤的比例進行添加。
[0032]實施例3:—種硬質(zhì)合金鋼，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢:1%?12%、鎳:0.5%?3%、鉻:0.8%?9%、碳:0.2%?5%、銅:0.5%?1.5%、錳:0.5%?2%、硅:0.5%?3%、硫:0.3%?5%、磷:0.2%?6%、鐵:60%?70%。
[0033]一種硬質(zhì)合金鋼，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢:8%、鎳:1.6%、鉻:7.2%、碳:2.1%、銅:1.3%、錳:0.6%、硅:3.1%、硫:3.4%、磷:2.7%、鐵:70%ο
[0034]一種如上所述的硬質(zhì)合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0035]I)、先將30%的迭放到溫度為1400?1600°C的爐中進行熔化；
[0036]2)、向步驟I)熔化后的高溫鐵水中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C ；
[0037]3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵，進行熔化；
[0038]4)、待步驟3)中所加入的鉻、鎳、鐵完全熔化后，再加入錳、硅、硫和磷，進行熔化；
[0039]5)、待步驟4)所加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中加入銅進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并向熔體中加入打渣劑，打渣劑的加入量按每噸熔體0.5-2公斤的比例進行添加。
【主權(quán)項】
1.一種硬質(zhì)合金鋼，其特征在于:有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢?12%、鎳:0.5%?3%、鉻:0.8%?9%、碳:0.2%?5%、銅:0.5%?1.5%、錳:0.5%?2%、硅:0.5%?3%、硫:0.3%?5%、磷:0.2%?6%、鐵:60%?70%。
2.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金鋼的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)、先將25%?35%的迭放到溫度為1400?1600°C的爐中進行熔化； 2)、向步驟I)熔化后的高溫鐵水中加入鎢，并保持鐵水溫度在1200?1600°C； 3)、待步驟2)中鎢完全熔化后，加入鉻、鎳以及剩余的鐵，進行熔化； 4)、待步驟3)中所加入的鉻、鎳、鐵完全熔化后，再加入錳、硅、硫和磷，進行熔化； 5)、待步驟4)所加入的物質(zhì)完全溶化后，向爐中加入銅進行脫氧，脫氧后保持溫度在1400?1700°C，出爐后直接將鋼水注入澆鑄包，并向熔體中加入打渣劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬質(zhì)合金鋼，其特征在于:所述打渣劑的加入量按每噸熔體.0.5-2公斤的比例進行添加。
【專利摘要】本發(fā)明屬于合金技術，尤其涉及一種硬質(zhì)合金鋼及其制備方法，有以下重量百分數(shù)的化學元素組成，鎢：1％～12％、鎳：0.5％～3％、鉻：0.8％～9％、碳：0.2％～5％、銅：0.5％～1.5％、錳：0.5％～2％、硅：0.5％～3％、硫：0.3％～5％、磷：0.2％～6％、鐵：60％～70％，按照上訴重量百分比，去鐵，將鐵高溫熔化，向高溫鐵水中加入鎢，待鎢融化之后，加入鐵、鉻、鎳，然后在加入錳、硫，待上述所加入的物質(zhì)完全融化后，將高溫金屬液進行除銅、脫氧后出爐，并保持溫度在1500-1700℃；本發(fā)明電冶鋼結(jié)硬質(zhì)合金材料成本低、成品率高，且韌性和耐磨性高于粉冶工藝產(chǎn)品的1.5～2倍。
【IPC分類】C22C33-04, C22C38-60
【公開號】CN104561834
【申請?zhí)枴緾N201410837929
【發(fā)明人】韓新建, 衛(wèi)森, 張 林
【申請人】濟源市金誠科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日