一种喷射成形高速钢丝锥的方法.pdf

本发明是一种喷射成形高速钢丝锥的方法，该方法利用喷射成形快速凝固技术，使高合金化高速钢具有细小晶粒组织，没有宏观偏析，再通过后续的锻造、机加工、热处理工艺制备出高耐磨、高硬度丝锥。丝锥硬度可达HRC68以上，抗弯强度可达3000MPa，且具有组织均匀、使用寿命长等特点，该方法制备的高速钢丝锥解决了常规铸锻高速钢丝锥硬度低、加工难加工材料(如高温合金)困难、使用寿命短的不足。

1.  一种喷射成形高速钢丝锥的方法，其特征在于：该方法的步骤是：
(1)选择的高速钢母合金中碳元素的重量百分比大于2％，钴元素 的重量百分比大于10％，钒元素的重量百分比大于5％；
(2)将母合金放入真空雾化沉积炉制备喷射成形锭坯；
(3)喷射成形锭坯从真空雾化沉积炉取出后，立即进行去应力退火， 退火热处理制度为：随炉升温至630℃～660℃，保温2h，随炉冷却；
(4)对喷射成形锭坯进行锻造与轧制，得到棒材；
(5)将制备的棒材进行软化退火处理，退火硬度不大于HRC40；
(6)通过车、铣工序将棒材加工成丝锥毛坯件，棒材的外圆直径大 于丝锥毛坯件外圆直径1mm；
(7)丝锥毛坯件进行淬、回火热处理后，磨削至成品丝锥。

一种喷射成形高速钢丝锥的方法
技术领域
本发明是一种喷射成形高速钢丝锥的方法，属于制造加工技术领域。
背景技术
喷射成形技术是利用快速凝固方法制备高性能材料的先进工艺，该 技术能够获得晶粒细小且无偏析的内部组织，能够制备出高合金化的金 属材料，解决了普通铸锻工艺很难制备该种高合金化高速钢材料的问题。 喷射成形的工艺原理是，在惰性气体等保护气氛下，采用高压气体将熔 融金属破碎成细小的金属熔滴，雾化熔滴在飞行过程中通过对流和辐射 等传热方式发生热交换，产生程度不同的凝固，这些部分凝固的熔滴高 速撞击沉积器表面，在沉积器表面附着、铺展(变形或破碎)、堆积，逐步 长大成大块金属沉积坯，对坯体进行后续加工可获得最终产品。
我国的航空、航天及装备制造等产业正处于高速发展阶段，正逐步 由制造大国向制造强国转变。先进航空、航天部分产品要求零部件具有 一些特殊的性能，因此采用一些特殊的材料如高温合金、高强度钢等， 而这类材料特别难加工。我国现有的高速钢工具使用的材料制备是以熔 锻工艺为主，由于受熔炼工艺的限制，合金化程度低、碳化物粗大、偏 析严重、分布不均匀，耐磨、冲击和切削等性能水平偏低，尽管其存在 成本低廉的优势，但难以满足这类难加工材料的要求，尤其像丝锥这类 复杂产品，只适用于中低端产品。
现阶段国内外主要制作这类丝锥主要采用硬质合金材料或进口的粉 末冶金高速钢。但硬质合金丝锥存在成本高、韧性不足的缺点，粉末高 温合金也存在流程更长、成本高的特点。
发明内容
本发明正是针对上述国内现有技术的状况而设计提供了一种喷射成 形高速钢丝锥的方法，其目的是提高丝锥的使用寿命，扩大了高速钢丝 锥的应用范围，降低了生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种喷射成形高速钢丝锥的方法，其特征在于：该方法的步骤是：
(1)选择的高速钢母合金中碳元素的重量百分比大于2％，钴元素 的重量百分比大于10％，钒元素的重量百分比大于5％；
(2)将母合金放入真空雾化沉积炉制备喷射成形锭坯；
(3)喷射成形锭坯从真空雾化沉积炉取出后，立即进行去应力退火， 退火热处理制度为：随炉升温至630℃～660℃，保温2h，随炉冷却；
(4)对喷射成形锭坯进行锻造与轧制，得到棒材；
(5)将制备的棒材进行软化退火处理，退火硬度不大于HRC40；
(6)通过车、铣工序将棒材加工成丝锥毛坯件，棒材的外圆直径大 于丝锥毛坯件外圆直径1mm；
(7)丝锥毛坯件进行淬、回火热处理后，磨削至成品丝锥。
本发明技术方案的优点是通过喷射成形快速凝固的方法，制备出高 合金化的高速钢棒材，使生产出的喷射成形高合金高速钢丝锥具有高硬 度、高韧性、耐磨性好、使用寿命长的特点。
具体实施方式
实施例
采用本发明方法制备喷射成形高速钢丝锥的步骤是：
(1)选择的高合金高速钢的化学成分及重量百分比为：C 2.3％；V 6.5％；Cr 4.0％；Mo 7.0％；W6.5％；Co10.5％；余量为Fe；
(2)将高合金高速钢的母合金放入真空雾化沉积炉制备喷射成形锭 坯；
(3)喷射成形锭坯从真空雾化沉积炉取出后，立即进行去应力退火， 退火热处理制度为：随炉升温至650℃，保温2h，随炉冷却；
(4)对喷射成形锭坯进行锻造与轧制，轧制成的棒材；
(5)将制备的棒材进行软化退火处理，退火硬度为HRC36；
(6)通过车、铣工序将的棒材加工成的丝锥毛坯件；
(7)丝锥毛坯件进行淬、回火热处理后，磨削至的成品丝锥。
与现有技术相比，本发明技术方案提出了一种喷射成形高合金化高 速钢丝锥的制备新工艺，提高了丝锥的使用寿命，扩大了高速钢丝锥的 应用范围，降低了生产成本。