硝酸釔增韌高硬合金及其鑄造和熱處理步驟

2020-02-17

  合金各元素的質量百分含量為Cr:9.0~13.0,B:2.6~2.9,C:0.7~0.9,Nb:0.4~0.8,V:0.4~0.8,Mn的含量小于0.3,Y:0.05~1.0,S、P:≤0.01,余量為Fe.其中C、B總和:3.3~3.6;C/Cr質量比:0.06~0.08;Nb.V的總和為0.5~1.0.先準備好Fe-硝酸釔粉末壓塊,將合金配料、熔煉與變質處理后澆鑄合金,再采用淬火-回火處理。本發明鑄錠整體硬度HRC65.9~69.4,沖擊韌性達到12.6~16.6J/cm2,抗彎強度達到1420~1750MPa.

  硝酸釔增韌高硬合金及其鑄造和熱處理步驟:

  (1)Fe-硝酸釔粉末壓塊準備

  采用鐵粉與硝酸釔粉混合均勻后,模壓成粉末壓塊,二者的重量比為1:3~9,形成Fe-2.32~5.80%Y的混合壓塊,做為稀土Y變質的載體;

  (2)合金配料、熔煉與變質處理

  按照Fe-Cr-B-C合金的成分要求配比稱量好相應原材料后,再添加0.05~1.0%Y元素變質:先將Fe-硝酸釔粉末壓塊放置于爐底,然后放入鉻鐵、金屬鉻、硼鐵、鈮鐵、釩鐵和純鐵,采用感應爐熔煉制備合金;熔化溫度為1520~1600C;然后降低電爐功率,將熔體溫度降至1300~1350C,用配料總量0.1~0.15%的純鋁脫氧;繼續保溫靜置5~10分鐘;

  (3)澆鑄

  澆鑄溫度范圍為1250~1300C,所設計的合金具有深度共晶成分,在普通砂模鑄造條件下都可以形成非平衡基體組織,通過多種方法鑄造成型,為了避免發生熱應力開裂,鑄造完后開模溫度要低于200°C,自然冷卻到環境溫度;

  (4)熱處理

  將鑄件放入到箱式爐加熱,加熱到950~1060C,保溫為1~4h;加熱升溫速度不超過10C/min,保溫結束后,將鑄件加入5~15%的鹽水或堿水淬火冷卻,冷卻過程中不斷攪拌,淬火冷卻時間≥30min;然后在200~250°C回火處理2~4h,自然冷卻到環境溫度。


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