专利名称：时效硬化工具钢合金粉剂的制作方法
一种时效硬化工具钢合金粉剂属于金属粉剂制造技术领域。
时效硬化工具钢是指具有典型工具钢特性，但不象现有普通工具钢通过碳化物析出产生二次硬化，而是通过金属间化合物析出，即通常所说的时效，获得高硬度及热强性的一种新型的工具材料。时效硬化工具钢含碳量极低，在淬火状态硬度不高，容易进行切削加工，时效后硬度大幅度提高，可用于高硬度耐磨零件的制造。但是由于时效硬化工具钢需要真空冶炼、材料价格昂贵、锻造性能不太理想，影响了该种合金钢在工业生产中的实际应用。
喷焊、熔敷和热喷涂是工程中常用的三种工件表面改性方法，这三种方法都可以通过把某种合金粉末熔敷或涂敷在零件表面上，而使零件具有耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能。但是，目前传统的高硬度耐磨合金粉剂，都是通过碳化物的析出使金属强化的，由于其含碳量高，堆焊金属韧性很差，极易产生裂纹，而且硬度也满足不了使用的要求。
本发明的目的在于提供一种高硬度、高韧性、高红硬性及具有良好耐磨性的时效硬化工具钢合金粉剂。
本发明的特征在于金属原料的重量配比为Co5～25％,Ni1～14％,Mo0～16％,W0～20％,Fe-Mo0～26,Fe-W0～28,Ti0～4％,Fe-Ti0～6％,Al0～3％,RE0～1％,Te0～1％,Se0～1％,Cr0～1％，其余为Fe,RE为混合稀土，各选择性组分中至少有一种不为零。
以上所述的金属原料可选用丝状、块状、粉状的金属或合金。
该焊丝熔敷金属成分为(重量％)C≤0.03％,Co3～25％,Ni1～14％,Mo3～18％,W5～25％,Ti0～2％,Al0～2％,RE≤0.06％,Te≤0.05％,Se≤0.05％,Cr≤0.5％,Mn≤0.5％,Si≤0.5％,P≤0.02％,S≤0.02％，余量为Fe。
合金粉剂采用金属粉常规工艺制作，制作时选用各种金属原料如丝状、块状、粉状的金属或合金，按比例添加并经真空或惰性气体保护熔炼，再经过惰性气体喷粉制成合金粉剂。在合金粉剂制作过程中，严格控制熔炼的真空度和惰性气体的纯度，最大限度的降低原材料中C,S,P等杂质成分的含量。
本发明提供了一种性能优异的时效硬化工具钢合金粉剂。该合金粉通过喷焊、熔敷或热喷涂等加工方法，在零件表面上形成的熔敷或涂敷层具有典型的工具钢特性，熔敷或涂敷层在较快速度冷却条件下不易产生裂纹，硬度为HRC45左右，容易进行切削加工，时效后硬度大幅度提高可达HRC65～67，无缺口冲击韧性值为30J左右，韧性相同时红硬性高于传统高速钢，在加热到650℃，保温4小时后硬度HRC为60左右，抗回火软化性比传统高速钢高100℃左右，较好地克服了传统的高硬度耐磨合金粉韧性不好、抗裂性差和硬度不高的不足，而且还具有更优良的红硬性。该合金粉剂可用于高性能超硬模具、轧辊、阀门和刀具等要求高硬度、高韧性、高耐磨性和红硬性零件的制造和修复。
实施例例一Co15％,Ni3％,Mo1.3％,Fe-Mo13.8％,W2.6％,Fe-W12.4％,Ti0％,Fe-Ti1％,Al0.1％,RE0.03％,Te0％,Se0％,Cr0％,Fe50.77％。熔敷后HRC46.6，时效后HRC67，韧性29J，红硬性650℃，保温4小时，硬度为HRC62.5。
例二Co20％,Ni4％,Mo0％,Fe-Mo13.3％,W0％,Fe-W17.2％,Ti0％,Fe-Ti1％,Al0.1％,RE0.02％,Te0％,Se0％,Cr0％,Fe44.38％。熔敷后HRC45，时效后HRC68.1，韧性27.3J，红硬性650℃，保温4小时，硬度为HRC63。
例三Co18％,Ni7％,Mo0％,Fe-Mo18.7％,W0％,Fe-W12.4％,Ti0％,Fe-Ti1％,Al0.1％,RE0.03％,Te0％,Se0％,Cr0％,Fe42.77％。熔敷后HRC44.9，时效后HRC67.3，韧性29J，红硬性650℃，保温4小时，硬度为HRC62.5。
例四Co10％,Ni8％,Mo1.2％,Fe-Mo13.7％,W2.6％,Fe-W12.4％,Ti0％,Fe-Ti1％,Al0.1％,RE0.05％,Te0％,Se0％,Cr0％,Fe50.95％。熔敷后HRC45.1，时效后HRC66，韧性31J，红硬性650℃，保温4小时，硬度为HRC60.5。
权利要求
1.一种时效硬化工具钢合金粉剂，其特征在于金属原料的重量配比为Co5～25％,Ni1～14％,Mo0～16％,W0～20％,Fe-Mo0～26,Fe-W0～28,Ti0～4％,Fe-Ti0～6％,Al0～3％,RE0～1％,Te0～1％,Se0～1％,Cr0～1％，其余为Fe，RE为混合稀土，各选择性组分中至少有一种不为零。
2.根据权利要求1所述的时效硬化工具钢合金粉剂，其特征在于所述的金属原料可选用丝状、块状、粉状的金属或合金。
全文摘要
一种时效硬化工具钢合金粉剂属于金属粉剂制造技术领域,其特征为金属原料的重量配比为:Co:5～25%,Ni:1～14%,Mo:0～16%,W:0～20%,Fe－Mo:0～26,Fe－W:0～28,Ti:0～4%,Fe－Ti:0～6%,Al:0～3%,RE:0～1%,Te:0～1%,Se:0～1%,Cr:0～1%,其余为Fe。该合金粉通过喷焊、熔敷或喷涂可以在工件表面形成性能优良的合金层,该合金层在较快冷却条件下不易产生裂纹,时效后硬度可达HRC65～67,可用于高性能超硬模具、轧辊、阀门和刀具等的制造和修复。
文档编号C23C4/08GK1288977SQ00124470
公开日2001年3月28日 申请日期2000年9月8日 优先权日2000年9月8日
发明者魏琪, 陈景榕, 马捷, 朱学军, 胡强, 熊第京 申请人:北京工业大学