一种钻头用合金材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机加工工具领域，尤其涉及一种钻头用合金材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 钻头是电钻中必不可少的部件之一。目前的钻头材料主要是硬质合金和高速钢。 硬质合金材料具有硬度高、耐磨，但是在加工过程中，钻头易出现折断或者磨损过大等现象 而需要不断更换，进而增加了加工成本;此外钻头磨损也是影响加工效率的主要因素。因 此，需要一种硬度、耐磨性好和韧性都到一种平衡的钻头来适应更好的应用需求。
【发明内容】
[0003]要解决的技术问题是:为了解决上述问题的至少一种，提供一种高硬度且韧性佳 的钻头用合金材料的制备方法。
[0004]技术方案:为了解决上述问题，本发明提供了一种钻头用合金材料的制备方法，包 括如下步骤： 步骤1，按照以下元素的质量百分数进行配料:0 · 43wt%~0 · 52wt%碳、0 · 61 wt%~0 · 72wt%硅、0.24 wt%~0.38wt%fL、0.57 wt%~0.82wt%硼、0.16 wt%~0.23wt%铺、0.04 wt%~O.llwt% 镱、1.62wt%~2.85wt%铝、0.03 wt%~0.14wt%铌、1.03 wt%~1.22wt%锡、0.05 wt%~0.13wt% 组、0.06 wt%~0.15wt%儀、0.03 wt%~0.09wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质； 步骤2，先将含铁的物料置于真空炉中，升温至650~800°C，保温30min~2h; 步骤3，然后依次加入含镁、磷、硼、碳和硅的物料，升温至850~930°C，保温40min~2h; 步骤4,再加入含锑、锡、铝和钽的物料，升温至980~1100°C，保温1~2h; 步骤5，最后加入钒、镱和铌，升温至1150~1300°C，保温2~3h; 步骤6，降温至1000~1100°C，进行浇铸成型，得到浇铸件； 步骤7，对浇铸件进行热处理工序，所述热处理工序依次包括正火、淬火和回火处理； 步骤8,自然冷却至室温即得钻头用合金材料。
[0005]所述步骤7中的热处理工序的正火工序为：将浇铸件置于正火炉中，控制温度为 820~950°C，保温 3~5h。
[0006]所述步骤7中的热处理工序的淬火工序为：将经过正火处理的铸件置于80°C的水 中进行水淬，淬至470~520°C，然后再置于180°C的油中进行油淬，淬至300~350°C;最后置于 110°C的油中进行进一步油淬。
[0007] 所述步骤7中的热处理工序的回火工序为:在回火炉中，控制温度为200~230°C，保 温3~5h。
[0008] 所述步骤1中各元素的质量百分数为：0.47wt%碳、0.66wt%娃、0.34wt% ?凡、 0 · 78wt%硼、0 · 20wt%锑、0 · 06wt%镱、2 · 62wt%铝、0 · 84wt%铌、1 · 13wt%锡、0 · 09wt%钽、0 · 12wt% 镁、0.07wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质。
[0009] 所述步骤2中升温至760°C，保温lh。
[0010] 所述步骤3中升温至900°C，保温50min。
[0011] 所述步骤4中升温至1060°C，保温70min。
[0012] 所述步骤5中升温至1200°C，保温2h。
[0013]本发明具有以下有益效果:本发明所制备的合金材料的硬度为326HB~351HB，冲击 韧性为72~83J/cm2，拉伸强度为1420MPa~1580MPa，相比于普通合金钢钻头，本发明所制备 的合金材料显示更加优异的硬度和冲击韧性，可以适合更加苛刻的加工环境，可减少钻头 的使用寿命，节约机械加工成本，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0014] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应 当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限 制。
[0015] 实施例1 一种钻头用合金材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤1，按照以下元素的质量百分数进行配料:0.43wt%碳、0.61wt%娃、0.24wt%隹凡、 0.57wt%硼、0.16wt%锑、0.04wt%镱、1.62wt%铝、0.03wt%铌、1.03wt%锡、0.05wt%钽、 0.06wt%镁、0.03wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质； 步骤2，先将含铁的物料置于真空炉中，升温至650°C，保温30min; 步骤3,然后依次加入含镁、磷、硼、碳和硅的物料，升温至850°C，保温40min; 步骤4,再加入含锑、锡、铝和钽的物料，升温至980°C，保温lh; 步骤5，最后加入钒、镱和铌，升温至1150°C，保温2h; 步骤6，降温至1000°C，进行浇铸成型，得到浇铸件； 步骤7，对浇铸件进行热处理工序，所述热处理工序依次包括正火、淬火和回火处理，具 体的： 所述步骤7中的热处理工序的正火工序为:将浇铸件置于正火炉中，控制温度为820°C， 保温3h; 所述步骤7中的热处理工序的淬火工序为:将经过正火处理的铸件置于80°C的水中进 行水淬，淬至470°C，然后再置于180°C的油中进行油淬，淬至300°C;最后置于110°C的油中 进行进一步油淬； 所述步骤7中的热处理工序的回火工序为:在回火炉中，控制温度为200°C，保温3h; 步骤8,自然冷却至室温即得钻头用合金材料。
[0016] 实施例2 一种钻头用合金材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤1，按照以下元素的质量百分数进行配料：0.47wt%碳、0.66wt%娃、0.34wt%隹凡、 0 · 78wt%硼、0 · 20wt%锑、0 · 06wt%镱、2 · 62wt%铝、0 · 84wt%铌、1 · 13wt%锡、0 · 09wt%钽、0 · 12wt% 镁、0.07wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质； 步骤2,先将含铁的物料置于真空炉中，升温至750°C，保温lh; 步骤3,然后依次加入含镁、磷、硼、碳和硅的物料，升温至900°C，保温50min; 步骤4,再加入含锑、锡、铝和钽的物料，升温至1000°C，保温lh; 步骤5，最后加入钒、镱和铌，升温至1200°C，保温2h; 步骤6，降温至1050°C，进行浇铸成型，得到浇铸件； 步骤7，对浇铸件进行热处理工序，所述热处理工序依次包括正火、淬火和回火处理，具 体的： 所述步骤7中的热处理工序的正火工序为:将浇铸件置于正火炉中，控制温度为920°C， 保温4h; 所述步骤7中的热处理工序的淬火工序为:将经过正火处理的铸件置于80°C的水中进 行水淬，淬至490°C，然后再置于180°C的油中进行油淬，淬至320°C;最后置于110°C的油中 进行进一步油淬； 所述步骤7中的热处理工序的回火工序为:在回火炉中，控制温度为200~230°C，保温3~ 5h; 步骤8,自然冷却至室温即得钻头用合金材料。
[0017] 实施例3 一种钻头用合金材料的制备方法，包括如下步骤： 步骤1，按照以下元素的质量百分数进行配料：〇 . 47wt%碳0.67wt%娃、0.31wt%隹凡、 0 · 70wt%硼、0 · 21wt%锑、0 · 07wt%镱、2 · 23wt%铝、0 · 08wt%铌、1 · 13wt%锡、0 · 09wt%钽、0 · 1lwt% 镁、0.06wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质； 步骤2，先将含铁的物料置于真空炉中，升温至760°C，保温lh; 步骤3,然后依次加入含镁、磷、硼、碳和硅的物料，升温至900°C，保温50min; 步骤4，再加入含锑、锡、铝和钽的物料，升温至1060°C，保温70min; 步骤5，最后加入钒、镱和铌，升温至1200°C，保温2h; 步骤6，降温至1030°C，进行浇铸成型，得到浇铸件； 步骤7，对浇铸件进行热