阅读说明：本技术 一种新型合金钢及其制作流程 (novel alloy steel and manufacturing process thereof ) 是由 高一之 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型合金钢,包括铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷；其中,所述铬的质量百分比为5.67％、所述钼的质量占比为2.61％、所述硅的质量占比为1.17％、所述钒的质量占比为0.96％、所述钨的质量占比为0.9％、所述碳的质量占比为0.61％、所述锰的质量占比为0.38％、所述硫的质量占比为0.01％、所述磷的质量占比为0.01％,其余为铁。其制作流程为,先将铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷按照上述质量占比混合高温熔化,将得到的钢水在惰性气体的保护下净化处理,之后将得到的超高纯净度钢水雾化喷进含有氮气的密封罐内,然后将得到的超细钢粉置于真空罐内进行热等静压处理,在对得到的钢锭依次进行锻造、热轧处理,最后对成型的粉末合金钢材进行热处理。(The invention discloses novel alloy steel, which comprises iron, chromium, molybdenum, silicon, vanadium, tungsten, carbon, manganese, sulfur and phosphorus; the mass percentage of the chromium is 5.67%, the mass percentage of the molybdenum is 2.61%, the mass percentage of the silicon is 1.17%, the mass percentage of the vanadium is 0.96%, the mass percentage of the tungsten is 0.9%, the mass percentage of the carbon is 0.61%, the mass percentage of the manganese is 0.38%, the mass percentage of the sulfur is 0.01%, the mass percentage of the phosphorus is 0.01%, and the balance is iron. The manufacturing process comprises the steps of mixing iron, chromium, molybdenum, silicon, vanadium, tungsten, carbon, manganese, sulfur and phosphorus according to the mass ratio, melting at high temperature, purifying the obtained molten steel under the protection of inert gas, atomizing and spraying the obtained ultra-high purity molten steel into a nitrogen-containing sealed tank, placing the obtained ultra-fine steel powder into a vacuum tank for hot isostatic pressing, forging and hot rolling the obtained steel ingot in sequence, and finally carrying out heat treatment on the formed powder alloy steel.)

一种新型合金钢及其制作流程

技术领域

本发明属于粉末冶金材料领域，具体涉及一种新型合金钢及其制作流程。

背景技术

钢材里除铁、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金钢，是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。

在零件加工领域中，通常需要使用到各种切削刀具以及模具配件。传统行业中通常采用M2模具钢作为切削刀具以及模具配件的制作材料，而各种切削刀具及模具配件工作时经常会受到强烈的冲击和摩擦，工作时间久了容易发生崩裂、磨损，对于成本日益提高的零配件加工企业来说，M2模具钢的性能已经不能满足其要求，因此需要研制一种性能优越的合金钢，以满足客户需求。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供了一种新型合金钢及其制作流程。

本发明为实现其技术效果而采用的解决方案为：

一种新型合金钢，包括铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷；其中，所述铬的质量百分比为5.67％、所述钼的质量占比为2.61％、所述硅的质量占比为1.17％、所述钒的质量占比为0.96％、所述钨的质量占比为0.9％、所述碳的质量占比为0.61％、所述锰的质量占比为0.38％、所述硫的质量占比为0.01％、所述磷的质量占比为0.01％，其余为铁。

一种新型合金钢的制作流程，包括以下步骤：

步骤一：熔炼：将铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷按照上述质量占比混合，经熔炼炉高温熔化后得到钢水；

步骤二：净化：将步骤一处理后得到的钢水在惰性气体的保护下，于钢包中净化处理，得到超高纯净度钢水；

步骤三：雾化：将步骤二处理后得到的超高纯净度钢水通过雾嘴喷出形成雾状，雾化钢水喷进含有氮气的密封罐内，使雾化钢水形成超细钢粉；

步骤四：热等静压：将步骤三处理后得到的超细钢粉置于密封罐内，密封罐抽真空，然后对超细钢粉进行热等静压处理，得到钢锭；

步骤五：锻造热轧：对步骤四处理后得到的钢锭依次进行锻造、热轧处理，得到粉末合金钢材；

步骤六：热处理：对步骤五处理后得到的粉末合金钢材进行热处理。

优选地，所述热处理包含以下步骤：

步骤①：退火：将粉末合金钢材在保护气体内加热至800℃-880℃后保温，随后缓冷至700℃，然后空冷；

步骤②：去应力：将步骤①处理后的粉末合金钢材加热至600℃-700℃后保温，随后缓冷至500℃，然后冷却；

步骤③：预热：先将经步骤②处理后的粉末合金钢材在保护气体内一次预热至450℃-500℃，再二次预热至850℃-900℃；

步骤④：淬火：将步骤③处理后的粉末合金钢材在保护气体内加热至1150℃后保温，随后通过冷却介质快速冷却；

步骤⑤：回火：将步骤④处理后的粉末合金钢材加热至550℃后保温，然后冷却。

优选地，所述步骤①中，粉末合金钢材在保护气体内加热至850℃-900℃后保温3小时，然后以每小时降温10℃-20摄氏度的速度缓冷至700℃。

优选地，所述步骤②中，粉末合金钢材加热至600℃-700℃后保温2小时。

优选地，所述步骤④中，粉末合金钢材每秒冷却速度大于7℃。

优选地，所述步骤⑤重复3次，并且每次保温至少1小时。

本发明的有益效果为：本发明合金钢通过铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷按照适合的质量占比混合制成，并且制造过程中先将原料制成钢水雾化成高纯净钢粉，再经过热等静压成材；采用独特的热处理方法，进一步提高钢材的硬度与韧性。本发明钢材晶粒细致均匀，具有高红热硬度、高耐磨耗性、高冲击韧性、极佳的抛光性以及优越的抗崩角、抗开裂等优良特性，对于传统的M2模具钢的使用性能来说，大大降低了断裂或崩刃风险，并且耐磨性能更高。

附图说明

图1为本发明实施例公开的合金钢制作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，当元件被称为“固定在”或“设置在”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接在”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“固定连接在”另一个元件时，它可以是采用焊接或螺栓连接或胶合连接等常见的固定连接方式。

本发明优选实施例中公开了一种新型合金钢，包括铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷；其中，所述铬的质量百分比为5.67％、所述钼的质量占比为2.61％、所述硅的质量占比为1.17％、所述钒的质量占比为0.96％、所述钨的质量占比为0.9％、所述碳的质量占比为0.61％、所述锰的质量占比为0.38％、所述硫的质量占比为0.01％、所述磷的质量占比为0.01％，其余为铁。

参考图1，本发明优选实施例中公开了上述新型合金钢的制作流程，包括以下步骤：

步骤一：熔炼：将铁、铬、钼、硅、钒、钨、碳、锰、硫和磷按照上述质量占比混合，经熔炼炉高温熔化后得到钢水；

步骤二：净化：将步骤一处理后得到的钢水在惰性气体的保护下，于钢包中净化处理，得到超高纯净度钢水；

步骤三：雾化：将步骤二处理后得到的超高纯净度钢水通过雾嘴喷出形成雾状，雾化钢水喷进含有氮气的密封罐内，使雾化钢水形成超细钢粉；

步骤四：热等静压：将步骤三处理后得到的超细钢粉置于密封罐内，密封罐抽真空，然后对超细钢粉进行热等静压处理，得到钢锭；

步骤五：锻造热轧：对步骤四处理后得到的钢锭依次进行锻造、热轧处理，得到粉末合金钢材；

步骤六：热处理：对步骤三处理后得到的粉末合金钢材进行热处理。

具体地，所述热处理包含以下步骤：

步骤①：退火：将粉末合金钢材在保护气体内加热至800℃-880℃后保温，随后缓冷至700℃，然后空冷；

步骤②：去应力：将步骤①处理后的粉末合金钢材加热至600℃-700℃后保温，随后缓冷至500℃，然后冷却；

步骤③：预热：先将经步骤②处理后的粉末合金钢材在保护气体内一次预热至450℃-500℃，再二次预热至850℃-900℃；

步骤④：淬火：将步骤③处理后的粉末合金钢材在保护气体内加热至1150℃后保温，直至粉末合金钢材完全奥氏体化，随后通过冷却介质快速冷却；

步骤⑤：回火：将步骤④处理后的粉末合金钢材加热至550℃后保温，然后冷却。

具体地，所述步骤①中，粉末合金钢材在保护气体内加热至850℃-900℃后保温3小时，然后以每小时降温10℃-20摄氏度的速度缓冷至700℃。

具体地，所述步骤②中，粉末合金钢材加热至600℃-700℃后保温2小时。

具体地，所述步骤④中，粉末合金钢材每秒冷却速度大于7℃。

具体地，所述步骤⑤重复3次，并且每次保温至少1小时。

在常温检测下，本发明制作的合金钢技术参数如下：硬度为62.5HRC，抗拉强度为2500MPa，规定非比例延伸强度为2300MPa，断裂伸长率为20％。

由上述描述可知，本发明钢材晶粒细致均匀，具有高红热硬度、高耐磨耗性、高冲击韧性、极佳的抛光性以及优越的抗崩角、抗开裂等优良特性，能够满足企业的工作需求。

以上结合说明书附图对本发明的优选实施例进行了详细阐述，应该说明的是，本发明的保护范围包括但不限于上述实施例；说明书附图中公开的具体结构也只是本发明的较佳实施例，所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他实施例，任何不脱离本发明创新理念的简单变形或等同替换，均涵盖于本发明，属于本发明的保护范围。