本發明涉及CFW復合高速鋼的制備方法及其應用。

背景技術：

高速鋼是制作工模具的主要材料。傳統冶金鑄造高速鋼是萊氏體鋼，鋼錠在凝固時形成萊氏共晶體，萊氏共晶體的存在導致鋼中有大塊的、較多的共晶碳化物，經過軋制或壓延后這些共晶碳化物仍呈不均勻分布。隨著合金含量的增加和鋼材截面積增大，高速鋼中碳化物偏析加重，這造成了高速鋼強度的下降，難以使高速鋼具有好的使用性能。為了解決這一問題，產生了“粉末冶金高速鋼”。粉末冶金高速鋼的優異性體現在無論尺寸大小和形狀如何，均具有碳化物顆粒細小、夾雜物含量少、分布均勻的顯微組織特點，使高速鋼的抗彎強度、硬度和切削性能得到顯著提高。但目前粉末冶金高速鋼的工藝相當復雜，包括了熔煉、霧化制粉、封裝、熱等靜壓等工藝步驟，其中需要昂貴的熔煉霧化設備和熱等靜壓設備，并且在材料熔煉制備過程中，材料的雜質含量控制難度高，因此粉末冶金高速鋼的價格非常昂貴。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種CFW復合高速鋼的制備方法，

1)按照5.0～6.2wt％W，3.1～3.5wt％Mo，5.1～6.0wt％Cr，0.5～0.7wt％V，0.1～0.2wt％Co，0.5～0.7wt％C，3.1～3.4wt％Si的組份及配比稱取原料，在球磨機中濕法球磨8～10小時；

2)通過冷等靜壓成型將步驟1)得到的混合物冷等靜壓2～5min，壓力為200～320MPa；

3)將步驟2)得到的材料在真空或惰性氣氛下燒結，溫度為1000～1050℃，并保溫，20～70min，燒結壓力為5～10Mpa，冷卻；

4)將高速鋼坯體在鹽浴爐中加熱至淬火溫度1050～1130℃，然后水冷至室溫；淬火后將高速鋼坯體在溫度550～600℃下進行回火處理，回火時間為0.5～1.5小時，回火次數為2～5次。

進一步地，在上述技術方案中，高速鋼材料中雜質元素P和S含量分別小于0.02wt％；其余為Fe。

進一步地，在上述技術方案中，所述步驟4)中回火處理在馬弗爐中進行。

本發明提供一種上述CFW復合高速鋼的制備方法得到的CFW復合高速鋼在制備拉刀中的應用。

發明有益效果

本發明的CFW復合高速鋼的制備方法可以通過調節原料中金屬碳化物、氮化物的組分、粒度等實現對粉末冶金高速鋼硬度、抗彎強度的調整，達到優異的綜合力學性能。與傳統粉末冶金高速鋼制備工藝相比，本發明對粉末冶金高速鋼的硬質相組成與含量調節極為方便，有利于機械制造業的廣泛使用。本發明通過熱壓燒結中溫度、時間、壓力的具體技術手段得到強度和硬度高、耐磨性好、紅硬性好、熱膨脹系數小、彈性模量高以及化學穩定性好等一系列優良性能的高速鋼。該高速鋼使用了高含量的資源豐富、廉價的Si，大幅度降低了貴重元素含量。

具體實施方式

下述非限定性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1

一種CFW復合高速鋼的制備方法，

1)按照5.0wt％W，3.1wt％Mo，5.1wt％Cr，0.5wt％V，0.1wt％Co，0.5wt％C，3.1wt％Si的組份及配比稱取原料，在球磨機中濕法球磨8～10小時；高速鋼材料中雜質元素P和S含量分別小于0.02wt％；其余為Fe。

2)通過冷等靜壓成型將步驟1)得到的混合物冷等靜壓2min，壓力為320MPa；

3)將步驟2)得到的材料在真空或惰性氣氛下燒結，溫度為1000℃，并保溫，70min，燒結壓力為5Mpa，冷卻；

4)將高速鋼坯體在鹽浴爐中加熱至淬火溫度1050℃，然后水冷至室溫；淬火后將高速鋼坯體在溫度550℃下進行回火處理，回火時間為1.5小時，回火次數為2次。回火處理在馬弗爐中進行。

實施例2

一種CFW復合高速鋼的制備方法，

1)按照6.2wt％W，3.5wt％Mo，6.0wt％Cr，0.7wt％V，0.2wt％Co，0.7wt％C，3.4wt％Si的組份及配比稱取原料，在球磨機中濕法球磨10小時；高速鋼材料中雜質元素P和S含量分別小于0.02wt％；其余為Fe。

2)通過冷等靜壓成型將步驟1)得到的混合物冷等靜壓5min，壓力為200MPa；

3)將步驟2)得到的材料在真空或惰性氣氛下燒結，溫度為1050℃，并保溫，70min，燒結壓力為5～10Mpa，冷卻；

4)將高速鋼坯體在鹽浴爐中加熱至淬火溫度1130℃，然后水冷至室溫；淬火后將高速鋼坯體在溫度600℃下進行回火處理，回火時間為0.5小時，回火次數為5次。回火處理在馬弗爐中進行。