一種刀具合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種刀具合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳1.3-1.5、鉻4.3-4.5、鉬0.7-0.9、錳3.3-3.5、硅1.3-1.4、In0.2-0.5、As0.15-0.18、Hf0.08-0.12、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明合金鋼在高碳鋼的基礎(chǔ)上添加了鉻、鉬等多種合金元素，通過(guò)合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，使得合金具有高的強(qiáng)度度、耐磨性，脆性小，通過(guò)使用廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)均一，該合金鋼適用于制作刀具，刀刃鋒利，使用壽命長(zhǎng)。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，明顯提高了成品率。
【專利說(shuō)明】一種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(guò)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(guò)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刀具合金鋼材料及其制備方法，該磨球材料具有高硬度、耐磨的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種刀具合金鋼材料，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
1.3-1.5、鉻 4.3-4.5、鑰 0.7-0.9、錳 3.3-3.5、硅 1.3-1.4、In0.2-0.5、As0.15-0.18、Hf0.08-0.12、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
`[0006]所述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1:0.3-0.6比例作為鐵基質(zhì)來(lái)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(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鉻、硅；(2)錳、As、Hf；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為24-26分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以260_270°C /小時(shí)速率升溫至700_720°C，再以260-2700C /小時(shí)速率降溫至600-610°C，再以260_270°C /小時(shí)速率升溫至920_930°C，保溫4-5小時(shí)；再以240-250 V /小時(shí)速率降溫至620-630 °C，保溫50-70分鐘，再以240-2500C /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340-3500C，保溫40-60分鐘，再以180_190°C /小時(shí)速率升溫至530_540°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(shù)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(shù)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(guò)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)明合金鋼在高碳鋼的基礎(chǔ)上添加了鉻、鑰等多種合金元素，通過(guò)合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，使得合金具有高的的強(qiáng)度度、耐磨性，脆性小，通過(guò)使用廢鐵作為原料，使合金品質(zhì)均一，該合金鋼適用于制作刀具，刀刃鋒利，使用壽命長(zhǎng)。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，明顯提高了成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種刀具合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳1.3-1.5、鉻
.4.3-4.5、鑰 0.7-0.9、錳 3.3-3.5、硅 1.3-1.4、In0.2-0.5,As0.15-0.18,Hf0.08-0.12、余量為鐵及其它不可避免的雜質(zhì)。
[0011]所述的刀具合金鋼材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按1:0.4比例作為鐵基質(zhì)來(lái)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(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鉻、硅；(2)錳、As、Hf；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為25分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以265°C/小時(shí)速率升溫至710°C，再以265°C/小時(shí)速率降溫至605°C，再以265°C /小時(shí)速率升溫至925°C，保溫4.5小時(shí)；再以245°C /小時(shí)速率降溫至625°C，保溫60分鐘，再以245°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345 °C，保溫50分鐘，再以185 °C /小時(shí)速率升溫至535 °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(shù)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(shù)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(guò)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)施例的刀具合金鋼材料的機(jī)械性能為:硬度62HRC，600°C時(shí)的硬度46 HRC,沖擊吸收功53J，沖擊韌性62J/cm2。
【權(quán)利要求】
1.一種刀具合金鋼材料，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 1.3-1.5、鉻 4.3-4.5、鑰 0.7-0.9、錳 3.3-3.5、硅 1.3-1.4、In0.2-0.5、As0.15-0.18、Hf0.08-0.12、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1:0.3-0.6比例作為鐵基質(zhì)來(lái)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(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)?(I)鉻、硅；(2)錳、As、Hf；(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為24-26分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述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260-270°C /小時(shí)速率升溫至700-720°C，再以260-270°C /小時(shí)速率降溫至600-610°C，再以260-270°C /小時(shí)速率升溫至920_930°C，保溫4-5小時(shí)；再以240-2500C /小時(shí)速率降溫至620-630°C，保溫50-70分鐘，再以240_250°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340_350°C，保溫40-60分鐘，再以180-190°C /小時(shí)速·率升溫至530-540°C，保溫3-4小時(shí)，取出空冷即得。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK103820721SQ201410009815
【公開(kāi)日】2014年5月28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(guó), 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