[发明专利]一种高钒合金钢碳化物添加剂及其制法、应用

说明书

本发明公开了一种高钒合金钢碳化物添加剂，由如下重量百分数的组分形成：48‑55％碳化铬、40‑45％碳化钼、4‑8％碳化铌。本发明还公开了一种高钒合金钢碳化物添加剂的制法和营业，包括球磨、插筛造粒、抽真空烧结、保温排胶以及随炉冷却，得到高钒合金钢碳化物添加剂。本发明选用高熔点的金属碳化物以及与高钒钢基体晶粒浸润良好的金属碳化物烧结成合金碳化物，添加到粉末高钒合金钢坯体进行烧结，能够扩大高钒合金钢致密化温度范围，与高钒钢晶体界面浸润，能够抑制高钒合金钢烧结时的晶粒长大，提高了高钒合金钢硬度和强度，扩宽了粉末烧结高钒合金钢材的烧结温度范围。

技术领域

本发明涉及无机金属复合粉体技术领域，特别涉及一种高钒合金钢碳化物添加剂及其制法、应用。

背景技术

目前，市场周知高钒合金钢即为含钒量为3～10％的高碳合金钢，由于熔炼高钒钢存在严重的碳化物偏析问题，高钒合金钢通常采用粉末烧结的方法制得。但是粉末烧结高钒合金钢材料最大的问题就是其烧结温度范围狭窄，导致当烧结致密(相对密度达到97％)时，已经发生高钒合金钢材料基体中晶粒长大，当烧结温度超过致密化温度15℃时，烧结坯体大面积熔化，并发生严重碳化物偏析，现有技术的这些缺点都将极大地降低粉末烧结得的的高钒合金钢的强度和硬度，严重影响了高钒合金钢材料的综合性能。

为此，确有必要开发出一种避免发生碳化物偏析和防止晶粒长大、烧结温度范围较宽的高钒合金钢碳化物添加剂用于高钒合金钢材料的烧结。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种高钒合金钢碳化物添加剂及其制法、应用，采用碳化铬、碳化钼和碳化铌三种碳化物粉体复合烧结而成，用于粉末高钒合金钢坯体中烧结时扩大了致密化温度范围，有效抑制了粉末烧结高钒钢基体晶粒长大，提高高钒合金钢强度和硬度等综合性能。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种高钒合金钢碳化物添加剂，由如下重量百分数的组分形成：48-55％碳化铬、40-45％碳化钼、4-8％碳化铌。

一种高钒合金钢碳化物添加剂，由如下重量百分数的组分形成：50％碳化铬、45％碳化钼、5％碳化铌。

一种高钒合金钢碳化物添加剂，由如下重量百分数的组分形成：52％碳化铬、42％碳化钼、6％碳化铌。

优选地，高钒合金钢碳化物添加剂，所述的碳化铬、碳化钼、碳化铌的纯度在99％以上。

优选地，所述的碳化铬、碳化钼、碳化铌的粒径均为4～8μm。

一种高钒合金钢碳化物添加剂的制法，其包括以下步骤：

S1：将碳化铬、碳化钼、碳化铌混合后加入球磨罐中，在球磨罐中加入无水乙醇浸没球料，将球磨罐加盖抽真空后进行球磨，球磨完成后，取出浆料筛出磨球，之后在碳化物浆料中添加造粒剂，进行插筛造粒，得到混合碳化物颗粒；

S2：将混合碳化物颗粒在真空电阻烧结炉的石墨容器中进行烧结，抽真空到10Pa，之后升温加热烧结，保温排胶，之后随炉冷却，得到高钒合金钢碳化物添加剂。

优选地，所述的步骤S1中球磨球采用硬质合金球，球磨球料比为1:1-1.5，球磨时间18-22小时；所述的造粒剂为液体石蜡，用量为碳化物浆料的质量百分比为20-30％；所得混合碳化物颗粒的粒径为120～150微米。

优选地，所述的步骤S2升温加热烧结：升温速率为10-15℃/min，在600-700℃时保温1-1.5h进行排胶，在1600-1700℃保温2-3h。

优选地，所得的高钒合金钢碳化物添加剂的粒径为100-150微米。