本发明属于涉及一种合金钢材料,特别是一种生产钻头的合金钢材料,以及生产钻头的合金钢材料的制备工艺。
背景技术:
合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大,机械制造业需要解决钢的加工切削问题,1868年英国人马希特(r.f.mushet)发明了成分为2.5%mn-7%w的自硬钢,将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展,1870年在美国用铬钢(1.5~2.0%cr)在密西西比河上建造了跨度为158.5米的大桥;由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5%ni)建造大跨度的桥梁。与此同时,一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展,要求加快机械的转动速度,1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18w-4cr-1v型的高速工具钢,进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展,是适应了社会生产力发展的要求,特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。
合金钢在切削加工中广泛应用,许多机床的刀具大多都是由合金钢铸成,但是现有的合金钢的韧性相对较低,经常在切削,打孔的过程中造成刀具断裂,难以满足工厂的生产需求。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供了一种韧性好、硬度高的合金钢材料及其制备工艺。
为了实现上述目的,本发明所设计的一种生产钻头的合金钢材料,所述合金钢各组分含量为:w:4.3%~5.2%,c:0.31%~0.38%,si:0.13%~0.36%,mn:0.15%~0.4%,cr:0.8%~1.5%,mo:0.13%~0.4%,ni:0.15%~0.5%,v:1.15%~2.5%,cu:0.12%~0.42%,s:0.02%~0.05%,p:0.01%~0.12%,余量由fe和杂质组成。
本技术还提供了一种生产钻头的合金钢材料的制备工艺,包括以下步骤:
1)、称取以下按重量份计的金属原料单质备用:w:4.3%~5.2%,c:0.31%~0.38%,si:0.13%~0.36%,mn:0.15%~0.4%,cr:0.8%~1.5%,mo:0.13%~0.4%,ni:0.15%~0.5%,v:1.15%~2.5%,cu:0.12%~0.42%,s:0.02%~0.05%,p:0.01%~0.12%,以及fe和其他杂质组成的余量;
2)、将熔炼炉进行升温,按熔点从高到低的顺序依次加入所述原料单质,待原料单质全部熔化后,加入co粉,待熔清后,捞尽浮渣,并保温90~120min,然后随炉空冷至700~750℃,得到合金液;
3)、将合金液浇注至预热模具中,通过模具内的冷却水路降温,待其凝固后开模,将形成的合金铸锭空冷至室温;
4)、将合金锭车削成细屑后进行粉碎,得到合金粉;将上述合金粉置于石墨模具中进行热压烧结,烧结完成后卸模,得到硬质合金;
5)、将(4)中的硬质合金粉进行退火处理:将步骤(4)处理后的硬质合金铸锭在马弗炉中升温至650-700℃,并保温40-60min,再以15-25℃/min的降温速度将温度降至300℃,并保温45-60min,之后将铸锭置于淬火炉中,水冷至室温;
6)将步骤(5)处理后的铸锭置于马弗炉中,升温至150-200℃,保温25-45min后,再降温至90℃,并保温12h,空冷至室温即可。
本发明得到的一种生产钻头的合金钢材料及其制备工艺,该制备工艺能源消耗小,给企业节省了成本,而且由该工艺制备出来的合金钢材料硬度高,韧性好,在高速切削中不易断裂,员工不必在换刀过程中浪费大量时间,大大提升了企业的生产效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1:
本发明所设计的一种生产钻头的合金钢材料,所述合金钢各组分含量为:w:4.3%~5.2%,c:0.31%~0.38%,si:0.13%~0.36%,mn:0.15%~0.4%,cr:0.8%~1.5%,mo:0.13%~0.4%,ni:0.15%~0.5%,v:1.15%~2.5%,cu:0.12%~0.42%,s:0.02%~0.05%,p:0.01%~0.12%,余量由fe和杂质组成。
本实施例还提供了一种生产钻头的合金钢材料的制备工艺,包括以下步骤:
1)、称取以下按重量份计的金属原料单质备用:w:4.3%~5.2%,c:0.31%~0.38%,si:0.13%~0.36%,mn:0.15%~0.4%,cr:0.8%~1.5%,mo:0.13%~0.4%,ni:0.15%~0.5%,v:1.15%~2.5%,cu:0.12%~0.42%,s:0.02%~0.05%,p:0.01%~0.12%,以及fe和其他杂质组成的余量;
2)、将熔炼炉进行升温,按熔点从高到低的顺序依次加入所述原料单质,待原料单质全部熔化后,加入co粉,待熔清后,捞尽浮渣,并保温90~120min,然后随炉空冷至700~750℃,得到合金液;
3)、将合金液浇注至预热模具中,通过模具内的冷却水路降温,待其凝固后开模,将形成的合金铸锭空冷至室温;
4)、将合金锭车削成细屑后进行粉碎,得到合金粉;将上述合金粉置于石墨模具中进行热压烧结,烧结完成后卸模,得到硬质合金;
5)、将(4)中的硬质合金粉进行退火处理:将步骤(4)处理后的硬质合金铸锭在马弗炉中升温至650-700℃,并保温40-60min,再以15-25℃/min的降温速度将温度降至300℃,并保温45-60min,之后将铸锭置于淬火炉中,水冷至室温;
、将步骤(5)处理后的铸锭置于马弗炉中,升温至150-200℃,保温25-45min后,再降温至90℃,并保温12h,空冷至室温即可。