[发明专利]一种高强度粉末高速钢的制备方法

说明书

本发明涉及高速钢制备技术领域，解决了高速钢在烧结过程中烧结温度过高导致碳化物粗化的问题，公开了一种高强度粉末高速钢的制备方法。该制备方法为（1）获取高速钢粉末，进行退火处理；（2）将退火处理后的超细高速钢粉末通过冷等静压成型制成压胚；（3）将压胚置于放电等离子设备中，在真空条件下以10‑20℃/min的升温速度升至800‑850℃，保温烧结10‑15min，冷却后得到胚体；（4）对所述胚体进行锻造，然后经过淬火、回火得到粉末高速钢。本发明利用放电等离子体技术对压胚进行烧结，降低了烧结温度和烧结时间，避免出现碳化物粗化，得到铲平组织细小均匀，从而提高高速钢硬度。

技术领域

本发明涉及高速钢制备技术领域，尤其是涉及一种高强度粉末高速钢的制备方法。

背景技术

传统冶金铸造高速钢是莱氏体钢，钢锭在凝固时形成莱氏共晶体，莱氏共晶体的存在导致钢中有大块的、较多的共晶碳化物，经过轧制或压延后这些共晶碳化物仍呈不均匀分布，随着合金含量的增加和钢材截面积增大，高速钢中碳化物偏析加重，这造成高速钢强度的下降，难以使高速钢具有较好的使用性能。为解决这一问题产生了粉末冶金高速钢，粉末冶金高速钢优异性体现在无论尺寸大小和形状如何，均具有碳化物颗粒细小，夹杂含量少，分布均匀的显微组织特点，使高速钢的抗弯强度、硬度和切割性能得到显著提高。中国专利公开号CN103667873公开了一种粉末冶金高速钢及其制备方法，该制备方法为：1)制备粉末混合物：按照设定组分及配比称取原料，在滚筒式球磨机中进行混合球磨，制备得到粉末混合物；2)成型：通过冷等静压成型将上述粉末混合物制成压压胚；3)烧结：采用热压烧结技术对上述压胚进行真空或惰性气氛下烧结，烧结时将压胚加热至1100-1250℃并保温30-90min，烧结压力为10-40MPa；4)热煅；5)热处理。此制备方法在烧结过程中采用了较高的烧结温度，使碳化物粗化，导致其硬度降低，影响高速钢的使用性能。

发明内容

本发明是为了克服现有技术高速钢在烧结过程中烧结温度过高导致碳化物粗化的问题，提供一种高强度粉末高速钢的制备方法，该高速钢制备过程中采用低温烧结，避免出现碳化物粗化，得到铲平组织细小均匀，从而提高其硬度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高强度粉末高速钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)获取高速钢粉末，在850-980℃下对高速钢粉末进行退火处理，退火处理时间为2-4h；

(2)将退火处理后的超细高速钢粉末通过冷等静压成型制成压胚；

(3)将压胚置于放电等离子设备中，在真空度为10-20pa下以10-20℃/min的升温速度升至800-850℃，保温烧结10-15min，冷却后得到胚体；

(4)对所述胚体进行锻造，然后经过淬火、回火得到粉末高速钢。

本发明先在对粉末高速钢进行退火处理，退火处理后的高速钢粉末容易加工成型，增加高速钢的可塑性；然后通过冷等静压的方法将高速钢粉末压制成胚，在放电等离子体中进行烧结，本发明利用放电等离子体技术对压胚进行烧结，降低了烧结温度和烧结时间，避免出现碳化物粗化，得到铲平组织细小均匀，从而提高高速钢硬度。

作为优选，所述步骤(1)中高速钢粉末的制备方法为：按高速钢中各元素重量占比进行原料配料；将原料送入中空炉或电弧炉中进行冶炼，然后进行LF炉外精炼、VD真空脱气，浇铸得到电渣棒；将电渣棒送入重熔炉中进行重熔；雾化获得高速钢粉末。

作为优选，所述高速钢粉末粒度为20-30微米。

作为优选，所述步骤(2)中冷等静压力为400-420MPa，保压时间为15-25min。

作为优选，所述步骤(3)中烧结压力为30-45MPa。