cBN‑高速钢复合材料及cBN‑高速钢复合材料的制备方法与流程

文档序号:12415215阅读:来源:国知局

技术特征:

1.制备cBN-高速钢复合材料的高速钢前躯体粉末混合物,其特征在于:所述高速钢前躯体粉末混合物包括质量分数为3~15%的Co粉、32~75%的Fe粉、20~50%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属的碳化物粉、0~2%的C粉。

2.如权利要求1所述的制备cBN-高速钢复合材料的高速钢前躯体粉末混合物,其特征在于:所述选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属的碳化物粉包括WC粉、Mo2C粉、Cr3C2粉和VC粉,所述碳化物粉中质量比W:Mo:Cr:V为(8~12):(3.5~6.5):(2.5~5.5):(0~20)。

3.如权利要求2所述的制备cBN-高速钢复合材料的高速钢前躯体粉末混合物,其特征在于:所述高速钢前躯体粉末混合物包括质量分数为7~11%的Co粉、50~64%的Fe粉、25~39%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属的碳化物粉、0~2%的C粉;所述碳化物粉中质量比W:Mo:Cr:V为(9.5~10.5):(4.5~5.5):(3.5~4.5):(7~13)。

4.cBN-高速钢复合材料,其特征在于:包括质量分数为1~30%的cBN、2.7~13.5%的Co、1.7~5.4%的C、14~45%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属、40.6~67.5%的Fe。

5.如权利要求4所述的cBN-高速钢复合材料,其特征在于:所述选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属包括W、Mo、Cr和V,所述金属中质量比W:Mo:Cr:V为(8~12):(3.5~6.5):(2.5~5.5):(0~20)。

6.如权利要求5所述的cBN-高速钢复合材料,其特征在于:所述cBN-高速钢复合材料包括质量分数为5~20%的cBN、6.3~9.9%的Co、1.7~5.4%的C、20.7~31.5%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属、45~57.6%的Fe;所述金属中质量比W:Mo:Cr:V为(9.5~10.5):(4.5~5.5):(3.5~4.5):(7~13)。

7.如权利要求4所述的cBN-高速钢复合材料,其特征在于:所述cBN-高速钢复合材料中cBN的平均粒径为0.5~50μm;所述cBN-高速钢复合材料包括至少两种粒径不同的cBN。

8.如权利要求7所述的cBN-高速钢复合材料,其特征在于:所述至少两种粒径不同的cBN的粒径分别选自0.5μm,5μm,12μm,20μm、50μm。

9.cBN-高速钢复合材料的制备方法,该方法包括的步骤为:

1)制备高速钢前驱体粉末混合物:按照所述高速钢前躯体粉末混合物包括质量分数为3~15%的Co粉、32~75%的Fe粉、20~50%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属的碳化物粉、0~2%的C粉的配比称取原料,然后将各种原料在球磨机中以(4~6):1的球料比、0.4~0.8的装填系数、20~30转/min的球磨速度,进行24~48h的球磨,即制备得到高速钢前驱体粉末混合物;

2)制备cBN-高速钢复合材料前驱体粉末混合物:按照cBN-高速钢复合材料前驱体粉末混合物中含有质量分数为70~99%的高速钢前驱体粉末混合物、1~30%的cBN粉的配比称取所述高速钢前驱体粉末混合物和cBN粉,然后将两种原料在球磨机中以(0.5~1.5):1的球料比、0.4~0.8的装填系数、20~30转/min的球磨速度,进行6~10h的球磨,即制备得到cBN-高速钢复合材料前驱体粉末混合物;

3)成型:通过油压机将cBN-高速钢复合材料前驱体粉末混合物制成压坯;

4)对压坯进行真空烧结致密化:以80~120℃/h的升温速率将烧结温度升温至1130~1170℃并保温0.5~1.5h,然后采用180~220℃/h的降温速率梯度降温至室温后出炉;

5)真空软化退火:首先在900~950℃的温度下保温0.25~0.75h,然后以8~12℃/h的降温速率降温至700~800℃并保温1~2h,然后以18~22℃/h的降温速率降温至550~650℃并保温1~2h,然后随炉冷却到室温后出炉;

6)淬火:第一阶段为放入温度为520~560℃的烧结炉,保温tmin后出炉,第二阶段为放入温度为830~870℃的烧结炉,保温tmin后出炉,第三阶段为放入温度为1130~1170℃的烧结炉,保温8~12min后出炉,第四阶段为放入温度为520~560℃的烧结炉,保温0.5~1.5h后出炉,第五阶段为放入温度为260~300℃的烧结炉,保温0.5~1.5h后出炉,然后空冷到室温;其中,t=(1~2)*m,m为压坯的有效尺寸,单位为mm;

7)回火:放入温度为560~600℃的烧结炉,保温≥1h后出炉,然后空冷至到室温;重复2~5次后即得到cBN-高速钢复合材料,该cBN-高速钢复合材料含有质量分数为1~30%的cBN、2.7~13.5%的Co、1.7~5.4%的C、14~45%的选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属、40.6~67.5%的Fe。

10.如权利要求9所述的cBN-高速钢复合材料的制备方法,其特征在于:所述选自元素周期表第4族、第5族和第6族的金属的碳化物粉包括WC粉、Mo2C粉、Cr3C2粉和VC粉,所述碳化物粉中质量比W:Mo:Cr:V为(8~12):(3.5~6.5):(2.5~5.5):(0~20)。

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