[发明专利]一种利用电脉冲制备高固溶度超细晶粒高速钢的方法

摘要

本发明公开了一种利用电脉冲制备高固溶度超细晶粒高速钢的方法，步骤为：把高速钢进行常规奥氏体化后淬火并回火；然后把钢材两端夹持在电脉冲设备的电极之间，在空气环境下对高速钢放电处理，依靠脉冲电流使材料温度升高到奥氏体化温度区间，实现奥氏体晶粒超细化及促进碳化物溶解；在电脉冲放电结束时通过自动淬火装置完成淬火；最后把电脉冲处理淬火态的高固溶度超细晶高速钢再经过三次回火，得到综合力学性能优异的高速钢。本方法解决了传统热处理过程中高速钢晶粒细化与碳化物促溶之间无法兼顾的技术瓶颈，既实现了高速钢奥氏体晶粒超细化，又达到了提高碳化物溶解量的双重效果。该方法工艺流程短，节能高效，能同时改善高速钢的硬度和韧性。

主权项

1.一种利用电脉冲获得高固溶度超细晶粒高速钢的方法，包括以下步骤：S1：预处理：将高速钢工件放入盐浴炉或真空气氛保护炉中，升温至1000‑1280℃，保温10‑60分钟，取出并放入油中冷却至室温，然后再加热至500‑580℃，保温1小时后在空气中冷却，将工件两端打磨光滑；S2：电脉冲：把经S1中预备热处理后的高速钢工件两端夹持在电脉冲装置的电脉冲电极两端，使高密度脉冲电流通过高速钢工件，脉冲电流频率控制在0‑1000Hz，电流密度峰值控制在10‑5000A/mm²，放电时间控制在0.1‑1000ms，使高速钢在空气环境中迅速升温至1000‑1280℃，得到具有高固溶度的奥氏体组织；S3：淬火：在S2电脉冲处理过程中，通过测温仪监测高速钢表面温度，并将实时的温度‑时间曲线数据传回控制系统，通过控制系统实时分析温度‑时间曲线的变化率，当温度变化率由正值变成负值时，控制系统向淬火装置的电磁阀发出指令，电磁阀接通淬火介质输送管路，淬火介质通过淬火喷嘴喷出，完成自动淬火，得到具有高固溶度超细晶的高速钢，其中：高速钢的晶粒尺寸为2‑5μm，淬火态碳化物固溶量比传统热处理提高20%；S4：回火：把经S3淬火得到的高固溶度超细晶高速钢再经过三次回火，每次回火温度控制在500‑580℃，保温1小时后在空气中冷却后，得到硬度提高18%、韧性提高45%的高速钢。