[发明专利]氮化铝弥散强化粉末冶金铝高速钢及其制备方法

摘要

本发明公开了一种新型氮化铝弥散强化粉末冶金铝高速钢及其制备方法。发明制备的铝高速钢采用新型粉末冶金高速钢直接制备工艺引入（0.05‑5.0）AlN微粉，混合料经过湿磨、制粒、冷等静压成型、氢气脱氧、热压复合烧结以及真空热处理等工艺，实现了氮化铝颗粒的微米级弥散分布，克服了传统铸造工艺中易出现莱氏体组织，以及气雾化‑热等静压法难以引入氮化铝强化相等缺点，具有工艺流程短、生产成本低、杂质含量低、致密度高、且耐磨性、抗氧化以及显微组织在引入氮化铝后都得到显著改善，是一种介于传统高速钢和硬质合金与陶瓷材料之间新型工模具材料。

主权项

1.一种新型氮化铝弥散强化粉末冶金铝高速钢材料，其特征在于：其原材料元素百分含量分别为：（2.0~12.0）W，（2.0~12.0）Mo，（2.0~20.0）Cr，（0.2~10）V，（1.0~15.0）Co，（0.8~3.2）C，（23.8~91.95）Fe，并加入（0.05~5.0）AlN微粉，原材料以高纯羰基铁粉、钴粉、炭黑粉末、碳化钨、碳化钼、碳化钒、碳化铬、氮化铝等金属粉末加入，粒度范围为0.05~10微米，粉末的氧含量均小于0.1%，并以硬脂酸为粘结剂；其制备方法具体是按以下步骤完成的：步骤1：按权利要求1所述的成分配比称取原材料粉末，统一过80目筛，并手动混合均匀；步骤2：将混匀粉末加入到滚筒式球磨机中，磨球材质为氧化锆球或硬质合金球，球磨介质为酒精或正己烷，球料比2:1~5:1，球磨时间24‑32小时，制得粉末混合物料浆；步骤3：将混合物料浆倒入自制的搅拌干燥器中进行搅拌干燥，干燥温度为75~95℃；之后将粉末放入到擦筛造粒机，加入1%硬脂酸和适量酒精进行擦筛造粒；步骤4：将步骤3所得预混合粉末按照产品形状设计模具，压制压力为150~400Mpa；步骤5：将粉末压坯放入氢气炉中进行脱脂和脱氧预烧；然后在保护气氛中转运压坯至氩气加压低压烧结炉，进行加压烧结，烧结温度1100‑1250℃，保温 30‑180 分钟，烧结压力为 10‑40Mpa，以实现制品的全致密化烧结；步骤6：将烧结后坯料在真空烧结炉中经过850℃一级预热，1100~1200℃保温一定时间，然后在550℃分级淬火，油冷到室温，之后进行560‑580℃回火三次，每次不少于1小时。