粉末冶金高速钢T15工业制备技术.pdf

第 1 8卷第 5 期 2 0 0 8年 1 O月 粉 末 冶 金 工 业 POW DER M ETALLURGY I NDUS TRY Vo 1 ． 1 8 NO ． 5 0c t ． 2 00 8 粉末冶金高速钢 T1 5工业制备技术 卢广 锋方玉 诚金成 海 闫来 成 安泰科技股份有 限公 司 ， 北京1 0 0 0 8 1 摘要 按 照母合 金精 炼 氮气 雾化制 粉 热等 静压 精 锻 的工 艺路 线 ， 以 T1 5为 研 究对 象， 探 索研 究 了粉 末 冶金 高速 钢 的 工业制 备过 程 。通过 工 艺控 制 ， 获得 氧 含 量 小于 1 5 0 1 0 ～ ， 晶 粒度 大 于 1 1级 ， 碳 化物 尺寸 2 4 m， 硬 度 6 7 HRC， 抗 弯强 度 4 4 0 0 MPa的性 能 。 关键词 粉末冶金 高速钢 ； 气雾化制粉 ； 热等静压 ； 精锻 中图分 类 号 TF 1 2 5 ． 1 文献标 识码 A 文章编 号 1 0 0 6 6 5 4 3 2 0 0 8 0 5 0 0 0 1 0 4 RESEARCH ON I NDU S TRI AL PREPARATI ON TECHN OLoGY OF PM HI GH SPEED STEEL T1 5 LU Gu a n g - f e n g ，F ANG Yu - c h e n g ， J I N Ch e n g - h a i ， YAN La i - c h e n g ， A d v a n c e Te c h n o l o g y Ma t e r i a l s C o ． ， L y d ， B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 ， C h i n a Abs t r a c t The p r oc e s s of p r e pa r i n g PM h i g h s p e e d s t e e l T1 5 i nc l u di ng a l l oy r e f i ni n g， ga s a t o mi z a t i o n， HI P f i n i s h f o r g i n g wa s i n v e s t i g a t e d ． By r e a s o n a b l e c o n t r o l ， T1 5 wi t h o x y g e n c o n t e nt 1 5 O,am 7 5 1 5 O,am 4 5 ～ 7 5,a m 3 7 4 5 ,u m 3 7 ,u rn 1 0 0 一 1 0 0 2 0 0目 ～2 0 0 3 2 5目 一3 2 5 4 0 0目 一 4 0 0目 通过 表 2与表 1 进 行对 比可 以发现 雾化 粉末 主要元素含量变化极小 ； 雾化粉末氧含量和氮含量 都有增加 ， 氧含量 增加较 小， 氮 含量增 加 约 7 0 0 1 0 ～。这说明经过真空冶炼、 氮气雾化 ， 在 良好的真 空条件下 ， 主要元 素烧 损极小 ， 粉末 氧含 量增量不 大 ； 但受雾化介质氮气和合金元 素 C r的共 同作用 ， 粉末 溶解 了一 定量 的氮 ， 引起氮 含量增 加 。 表 3的数据表明， 雾化粉末 的松装密度和振实 密度较高 ， 尤其是较高的振实密度对装包套 、 抽气和 热等静压坯成形都产生有利影响。雾化粉末的形貌 如图 1 所示 ， 从 中可以看 出绝大部分粉末 为球形颗 粒 ， 分散性 较好 。 图 1 真空雾化 粉末 S E M形貌 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 期 卢广锋等 粉末冶金高速钢 T] 5工业制备技术 3 2 ． 2 热等 静压 [ 6 ] 粉末经过 1 0 0目筛分后 ， 装人事先设计 、 焊接制 成的低碳钢包套内， 经过振实、 加热脱气 、 抽气 、 封焊 等关键工序 ， 最终将包套装入热等静压设备中， 在不 低于 1 1 0 0 1 1 5 0 ℃的温度下 ， 压力 1 1 O MP a维持 3 h ， 便得到 1 0 0 ％致密 的热等静压坯 ， 径 向和轴 向 收缩为 1 0 ％。热等静压坯 的氧含量为 1 5 0 1 0 一， 氮含量为 7 4 0 1 0 一。 热 等静 压坯 退火 态硬 度为 2 7 5 HB， 碳 化 物不 均 匀 度小 于 1级 ， 低 倍切 片如 图 2所示 ， 金 相组 织如 图 3所示 。可 以看 出， 热等静压坯 无疏 松、 孔 洞等 缺 陷 ， 碳化 物均 匀 细小 。 图 2 热等静压坯切 片低 倍照片 X 1 0 0 图 3 热 等 静 压 坯 TI 5金 相 组 织 2 ． 3 精锻 由 1 6 6 mm的热等静压坯 ， 经过一次加热三道 次 ， 一锻成 巾 1 O 0 mm钢材 ， 累计变形量 6 3 ． 7 9 ／ 6 ， 锻后 的低 倍组 织合 格 ， 成材 率达 9 6 。 2 ． 4 热 处理 及性 能 粉末冶金高速 钢 TI 5热处理工艺和一般铸锻 高速钢基本相 同， 只是经过热处理组织更稳定 ， 热处 理工 艺如 下 1 淬 火 8 4 O 一 8 6 0 ℃ 盐 炉 预 热 ， 时 间 不 少 于 奥 氏体化时间的 2倍 。在高温盐炉 内奥氏体 化， 直接 油 中淬火 ， 晶粒度 1 1 1 2级。 2 回火 回火温度 5 3 O 一 5 5 O ℃ ， 保温 时 间 1 h ， 3 4次 ， 回火 硬 度 6 6 6 8 HRC。 回火 后 的 S E M 形 貌如 图 4所示 ， 碳 化 物 主要 是 MC型 和 M C型 ， 尺寸约为 2 4 m， 可获得 4 4 0 0 MP a的抗弯强度 ， 抗弯性能优于同成分铸锻高速钢 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 粉末冶金工业 第 1 8 卷 3 结论 图 4 粉 末冶金高速钢 T 1 5回火后 的 S E M组织形貌 按照母合金精炼氮气雾化制粉热等静压 精锻的生产工艺进行试生 产， 制得 T1 5钢 锭， 氧含 量 小 于 1 5 0 X 1 0 一 ， 晶粒 度 大 于 1 1级 ， 碳 化 物 尺 寸 为 2 4 m， 经过淬 回火 热处理 ， 最终获得硬度 6 7 HR C， 抗 弯 强度 4 4 0 0 MP a的性 能 。 感谢曹勇家和丁福 昌教授 的指导帮助 ， 感谢粉 末冶金高速钢课题相关人员吴立志、 王铁军 、 郑伟 的 辛 苦工 作 。 参 考文 献 [ 1 ] 邓 玉昆 ， 陈景榕 ， 王世章 ． 高 速工 具钢 [ M] ． 北 京 冶金 工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． 3 ． I- 2 ] 罗迪等． 近年高 速工具 钢 的发展 [ J ] ． 特殊 钢 ， 1 9 9 6 ， 1 7 2 9 ～ 1 2 ． [ 3 ] Ol l e Gr i n d e r ． P M P r o d u c t i o n a n d Ap p l i c a t i o n s o f HS S ， 2 00 5 Fi r s t I nt e r na t i o na l HSS For um Co nf e r e nc e，ht t p ／ ／ www． h s s f o r u m． c o rn／ ． [ 4 ] 肖纪美． 高速钢 的金 属学 问题 [ M] ． 北京 冶金工 业 出 版社 ， 1 9 7 6 ， 2 4 ． [ 5 ] 王洪海等． 热 等静压 粉末冶金 高速 钢 [ J ] ． 钢铁研 究学 院学报 ， 1 9 8 7 ， 7 4 2 7 ～3 2 ． [ 6 ] B o c c a l i n i M， G o l d e n s t e i n H． S o l i d i f i c a t i o n o f h i g h s p e e d s t e e l s [ J ] ．I n t e r n a t i o n a l Ma t e r i a l s R e v i e w s ， 2 0 0 1 ， 4 6 2 9 2 ～ 9 5 ． [ 7 ] B a d i s e h E， Mi t t e r e r C ． Ab r a s i v e we a r o f h i g h s p e e d s t e e l s I n f l u e n c e o f a b r a s i v e p a r t i c l e s a n d p r i ma r y c a r b i d e s o n w e a r r e s i s t a n c e r - J ] ． Tr i b o l o g y i n t e r n a t i o n a 1 ． 2 00 3， 36 7 6～ 7 7O ． 行 业 动 态 金属表面复合涂层技术 问世 中图分类号 T F 1 2 文献标识码 D 由徐州正菱涂装有 限公司发明的金属表面腐蚀防护的复合涂层 ， 在金属表面紧密结合覆盖有 由底层、 中 间层和外层组成的复合涂层， 复合涂层的底层是热喷涂金属层 、 中间层为环氧粉末涂料喷涂层 、 外层为热固 性 粉末 涂料 喷塑 层 。 该复合涂层的有效效果是 热喷涂金属层具有 良好 的防腐保护能力 ， 可根据金属基材的防护需要 ， 选择 单一金属热喷涂层、 两种或多种金属 的合金层 、 多种金属单一热喷涂层的叠加复合涂层 ， 充分利用活性金属 的阳极保护作用或各种金属合金 的优异抗腐蚀防护性能 ， 采用黏度较低且填加一些片状材料的环氧粉末涂 料做封闭层 ， 在加热固化时 ， 熔融的粉末涂料可以快速浸渗到热喷涂层 的空隙中， 获得 良好的封闭效果 ， 而其 中的片状材料 如隋性的云母粉 、 片状氧化物盐填料及活性片状金属材料如锌片、 铝片及其他合金片 不仅提 高了涂层 的密实度， 更能起到优异的屏蔽作用 ， 阻止甚至阻断腐蚀介质的路径 ， 采用活性金属片时， 还可以消 耗腐蚀介质并能利用腐蚀产物进一步阻隔腐蚀介质 的渗透 ； 外层可以根据防护需要 ， 采用装饰性或功能性的 热固性粉末涂料涂层 ， 添加的紫外线吸收剂、 抗氧剂 、 聚四氯 乙烯 、 玻璃纤维、 片状颜填料 、 纳米材料分别能起 到耐 日光照射 、 抗老化 、 增硬耐磨 、 耐腐蚀或涂层 自洁的作用 ， 让外涂层具有优异 的物理力学性能和耐候抗老 化性 能 ， 实现 装饰 与 防护 的统一 。 耀 星摘 自 中国技 术 市场报 2 0 0 8 0 4 0 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m