一种粉末冶金工具钢的成型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103157796103157796B(45)授权公告日2014.11.05(21)申请号201310122401.XCN1693016A,2005.11.09,US2009257903A1,2009.10.15,(22)申请日2013.04.10审查员郑雪梅(73)专利权人湖南环宇粉末冶金有限公司地址410006湖南省长沙市岳麓区麓山路33号(72)发明人尹平玉温英汤晓壮喻海霞(74)专利代理机构长沙新裕知识产权代理有限公司43210代理人刘熙(51)Int.Cl.B22F3/16(2006.01)B22F1/00(2006.01)(56)对比文件CN1410197A,2003.04.16,CN1382825A,2002.12.04,CN1260405A,2000.07.19,权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种粉末冶金工具钢的成型方法(57)摘要本发明公开了一种粉末冶金工具钢的成型方法，包括以下步骤：步骤一、将水雾化工具钢粉末在真空下进行碳还原、退火；步骤二、在粉末表面均匀包覆一层助烧结的石墨润滑剂，再混入石蜡成型剂得到混合料；步骤三、将混合料模压成型制成材料坯或零件坯、脱蜡；步骤四、将材料坯或零件用真空-压力炉进行烧结。本发明生产的工具钢（高速钢）组织均匀细小，相对密度高达99.5%，密度接近全致密；材料性能优异，物理机械性能接近等静压工具钢（高速钢）材料；具有粉末冶金的低成本、无切削、高效率、能大批量生产零件的优点。CN103157796BCN1035796BCN103157796B权利要求书1/1页1.一种粉末冶金工具钢的成型方法，其特征是包括以下步骤：步骤一、将水雾化工具钢粉末在真空度3—10Pa、900-950℃的温度下进行碳还原，然后在780-820℃的温度下保温退火；步骤二、在经还原退火的工具钢粉末中加入石墨润滑剂，石墨润滑剂中的碳占总重量的0.5——3.0%（重量），混合均匀，真空干燥过筛，使粉末表面均匀包覆一层助烧结的石墨润滑剂，再均匀混入石蜡成型剂得到混合料；步骤三、将步骤二的混合料用传统的粉末冶金工艺模压成型制成材料坯或零件坯，其压坯相对密度70——85%，再在真空或保护气体条件下采用300-600℃的温度预烧脱蜡；步骤四、将步骤三的材料坯或零件用真空-压力炉进行烧结，最高烧结温度T为混合料的相图固相线上5-10℃，温度误差小于±3℃，气压0——8MPa；所述真空-压力炉按以下程序操作：阶段一：升温温度0～1100℃，真空压力10～100Pa，时间60～120分钟；阶段二：保温温度900～1100℃，真空压力5～10Pa，时间60～90分钟；阶段三：升温温度900～T-40℃，真空压力5～10Pa，时间5～90分钟；阶段四：保温温度T-40℃，真空压力5～10Pa，时间5～90分钟；阶段五：升温温度T-40～T-5℃，真空压力1～5Pa，时间5～30分钟；阶段六：保温温度T-5℃，真空压力1～5Pa，时间30～120分钟；阶段七：保温温度T℃，气压1Pa～8MPa，时间30～120分钟；其中T为1225～1230℃。2.根据权利要求1所述粉末冶金工具钢的成型方法，其特征是所述步骤一的工具钢粉末的碳含量偏差控制在±0.1%以内，其它主要成分偏差在±0.25%。2CN103157796B说明书1/4页一种粉末冶金工具钢的成型方法技术领域[0001]本发明属于金属材料成形方法，具体涉及一种粉末冶金工具钢的成型方法。背景技术[0002]常用的工具钢（高速钢）是铸-锻料，由于成份偏析，组织粗大，机械性能一般，而且，制成零件需进行大量的机械加工。普通粉末冶金工具钢（高速钢）冷压制品，相比铸-锻料加工件，材料组织均匀细小，无偏析，性能稳定；同时，采用模具成型，适合大批量、形状复杂、尺寸精度高的零件生产；但由于孔隙的存在，强度、韧性等机械性能指标不高，使用也因而受到限制。采用热等静压，将工具钢（高速钢）粉末制成完全致密的钢坯，并保持均匀细小的组织，强度性能可以大幅度提高；但制成零件仍需与铸-锻料一样，需要后续机械加工；加上热等静压本身投入巨大，生产效率低下，制成的钢坯单价就高达数百元/公斤，因而使用也受到相当限制。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种效率高、低成本、性能好且节能的粉末冶金工具钢的成型方法。[0004]实现本发明目的采用的技术方案是：[0005]粉末冶金工具钢的成型方法，包括以下步骤：[0006]步骤一、将水雾化工具钢（高速钢）粉末在真空度3—10Pa、900-950℃的温度下进行碳还原，然后在780-820℃的温度下保温退火；[0007]步骤二、在经还原退火的工具钢（高