背景技術(shù)：

粉末高速鋼是合金粉末的制成技術(shù)，在冶金技術(shù)較先進(jìn)國家發(fā)展研發(fā)距今已逾二十五年歷史，經(jīng)過不斷的改良及突破，研發(fā)出高質(zhì)量的粉末合金高速鋼，簡稱粉末高速鋼，而粉末高速鋼有asp23、、elmax等產(chǎn)品。

粉末冶金高速工具鋼由于其制造工藝的*性，與鑄鍛高速鋼比較，具有一系列優(yōu)異性能：無偏析，晶粒細(xì)小，碳化物細(xì)小；熱加工性好；可磨削性好；熱處理變形小；力學(xué)性能(韌性,硬度,高溫硬度)佳；擴(kuò)大了高速鋼合金含量,創(chuàng)造了新的超硬高速鋼；擴(kuò)大了使用領(lǐng)域。因此，粉冶高速鋼作為一種新型鋼類在高速鋼中占有重要的地位。

本案涉及鋼號為asp2023鋼種的熱處理，現(xiàn)有技術(shù)中粉末冶金高速熱處理一般為淬火回火熱處理工藝，或者等溫淬火低溫回火處理工藝，而淬火階段對粉末冶金高速的物理性能尤為重要，目前淬火階段工藝均較為粗糙，直接升溫至奧氏體化溫度并進(jìn)行保溫，組織成分得不到充分均勻化，而也存在分段式淬火工藝，但是劃分較為粗糙，針對性較差，得到的高速鋼物理性能不理想，另外傳統(tǒng)地asp2023鋼種中添加合金成份存在較大差異，對熱處理后成型精度及韌性等物理特性存在較大影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對傳統(tǒng)粉末高速鋼熱處理工藝及成份差異導(dǎo)致物理特性存在缺陷的問題，提出粉末高速鋼的熱處理工藝。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

粉末高速鋼的熱處理工藝，

所述粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：

c：1.1～2.5％，

cr：3.8～4.3％，

mo：4.9～5.2％，

w：6.2～6.5％，

v：2.9～3.2％，

mn：0.3～0.36％，

ni：0.01～0.2％，

si：0.3～0.44％，

cs：0.2～0.32％，

co：0.15～0.22％，

s≤0.005％，

p≤0.005％，

余量為fe及不可避免雜質(zhì)；

對粉末高速鋼的熱處理工藝包括以下步驟：

s1一階加熱升溫及保溫步驟，

以一階升溫速率6～6.5℃/min升溫至455±2℃，并進(jìn)行一階保溫，一階保溫時間為60±10min；

s2二階加熱升溫及保溫步驟，

以二階升溫速率7～7.5℃/min升溫至675±2℃，并進(jìn)行二階保溫，二階保溫時間為60±10min；

s3三階加熱升溫及保溫步驟，

以三階升溫速率6.5～7℃/min升溫至847±2℃，并進(jìn)行三階保溫，三階保溫時間為60±10min；

s4四階加熱升溫及保溫步驟，

以四階升溫速率12～13℃/min升溫至1035±1℃，并進(jìn)行四階保溫，四階保溫時間為10±2min；

s5五階加熱升溫及保溫步驟，

以五階升溫速率7～7.5℃/min升溫至1147±1℃，并進(jìn)行五階保溫，五階保溫時間為45±2min；

s6冷卻步驟，

爐內(nèi)壓力8bar保持5min，降溫至504℃維持7～8min，再以3bar保持60～70min，最后零壓力自然冷卻；

s7深冷步驟，

在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐至室溫；

s8回火步驟，

隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s9二次深冷步驟，

在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐空冷至室溫；

s10二次回火步驟，

隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s11三次回火步驟，

隨爐至560～575℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s12安定化處理步驟，

隨爐至400℃保溫3h，出爐空冷至室溫。

優(yōu)選地，所述粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：

c：1.11％，

cr：3.85％，

mo：4.9％，

w：6.2％，

v：2.95％，

mn：0.32％，

ni：0.01％，

si：0.35％，

cs：0.21％，

co：0.2％，

余量為fe及不可避免雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：

c：1.25％，

cr：4.2％，

mo：5.2％，

w：6.4％，

v：3％，

mn：0.35％，

ni：0.09％，

si：0.41％，

cs：0.31％，

co：0.16％，

s：0.001％，

余量為fe及不可避免雜質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：

1.對粉末高速鋼進(jìn)行了組分調(diào)整優(yōu)化，并相應(yīng)的進(jìn)行了淬火分階處理，并結(jié)合真空爐內(nèi)的壓力設(shè)置，在滿足粉末高速鋼超高硬度的同時還能兼顧韌性，同時具備高溫穩(wěn)定性，極大地提高了粉末高速鋼的綜合性能。

2.具備較優(yōu)的紅硬性和出色的耐磨性，使用壽命得到顯著提升。

3.通過特定熱處理工藝的設(shè)定，五階分段式熱處理及冷卻步驟能保障粉末高速鋼心部應(yīng)力穩(wěn)定，工件變形量極小，同時配合多道相交叉深冷與回火工藝，滿足工件形態(tài)穩(wěn)定性需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一的100倍金相組織照片。

圖2是本發(fā)明實施例一的200倍金相組織照片。

圖3是本發(fā)明實施例一的500倍金相組織照片。

具體實施方式

本發(fā)明提供粉末高速鋼的熱處理工藝。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，以使其更易于理解和掌握。

粉末高速鋼的熱處理工藝，粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：

c：1.1～2.5％，

cr：3.8～4.3％，

mo：4.9～5.2％，

w：6.2～6.5％，

v：2.9～3.2％，

mn：0.3～0.36％，

ni：0.01～0.2％，

si：0.3～0.44％，

cs：0.2～0.32％，

co：0.15～0.22％，

s≤0.005％，

p≤0.005％，

余量為fe及不可避免雜質(zhì)；

對粉末高速鋼的熱處理工藝包括以下步驟：

s1一階加熱升溫及保溫步驟，

以一階升溫速率6～6.5℃/min升溫至455±2℃，并進(jìn)行一階保溫，一階保溫時間為60±10min；

s2二階加熱升溫及保溫步驟，

以二階升溫速率7～7.5℃/min升溫至675±2℃，并進(jìn)行二階保溫，二階保溫時間為60±10min；

s3三階加熱升溫及保溫步驟，

以三階升溫速率6.5～7℃/min升溫至847±2℃，并進(jìn)行三階保溫，三階保溫時間為60±10min；

s4四階加熱升溫及保溫步驟，

以四階升溫速率12～13℃/min升溫至1035±1℃，并進(jìn)行四階保溫，四階保溫時間為10±2min；

s5五階加熱升溫及保溫步驟，

以五階升溫速率7～7.5℃/min升溫至1147±1℃，并進(jìn)行五階保溫，五階保溫時間為45±2min；

s6冷卻步驟，

爐內(nèi)壓力8bar保持5min，降溫至504℃維持7～8min，再以3bar保持60～70min，最后零壓力自然冷卻；

s7深冷步驟，

在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐至室溫；

s8回火步驟，

隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s9二次深冷步驟，

在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐空冷至室溫；

s10二次回火步驟，

隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s11三次回火步驟，

隨爐至560～575℃保溫3h，出爐空冷至室溫；

s12安定化處理步驟，

隨爐至400℃保溫3h，出爐空冷至室溫。

實施例一

粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：c：1.11％，cr：3.85％，mo：4.9％，w：6.2％，v：2.95％，mn：0.32％，ni：0.01％，si：0.35％，cs：0.21％，co：0.2％，余量為fe及不可避免雜質(zhì)。

對粉末高速鋼的熱處理工藝包括以下步驟：以一階升溫速率6.5℃/min升溫至455℃，并進(jìn)行一階保溫，一階保溫時間為60min；以二階升溫速率7.5℃/min升溫至675℃，并進(jìn)行二階保溫，二階保溫時間為60min；以三階升溫速率6.5℃/min升溫至847℃，并進(jìn)行三階保溫，三階保溫時間為60min；以四階升溫速率12.5℃/min升溫至1035℃，并進(jìn)行四階保溫，四階保溫時間為10min；以五階升溫速率7.5℃/min升溫至1147℃，并進(jìn)行五階保溫，五階保溫時間為45min；爐內(nèi)壓力8bar保持5min，降溫至504℃維持7min，再以3bar保持60min，最后零壓力自然冷卻；在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐至室溫；隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐空冷至室溫；隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；隨爐至569℃保溫3h，出爐空冷至室溫；隨爐至400℃保溫3h，出爐空冷至室溫。得到實施例一的樣品。

實施例二

粉末高速鋼按照化學(xué)成分重量百分含量為：c：1.25％，cr：4.2％，mo：5.2％，w：6.4％，v：3％，mn：0.35％，ni：0.09％，si：0.41％，cs：0.31％，co：0.16％，s：0.001％，余量為fe及不可避免雜質(zhì)。

對粉末高速鋼的熱處理工藝包括以下步驟：以一階升溫速率6.5℃/min升溫至455℃，并進(jìn)行一階保溫，一階保溫時間為60min；以二階升溫速率7.5℃/min升溫至675℃，并進(jìn)行二階保溫，二階保溫時間為60min；以三階升溫速率6.5℃/min升溫至847℃，并進(jìn)行三階保溫，三階保溫時間為60min；以四階升溫速率12.5℃/min升溫至1035℃，并進(jìn)行四階保溫，四階保溫時間為10min；以五階升溫速率7.5℃/min升溫至1147℃，并進(jìn)行五階保溫，五階保溫時間為45min；爐內(nèi)壓力8bar保持5min，降溫至504℃維持7min，再以3bar保持60min，最后零壓力自然冷卻；在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐至室溫；隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；在60min內(nèi)降溫至-80℃并維持20min，再在10min內(nèi)降溫至-120℃維持20min，最后在10min內(nèi)降溫至-160℃維持120min，出爐空冷至室溫；隨爐至565℃保溫3h，出爐空冷至室溫；隨爐至569℃保溫3h，出爐空冷至室溫；隨爐至400℃保溫3h，出爐空冷至室溫。得到實施例二的樣品。

實施例一所制得的粉末高速鋼的硬度值/hrc為63.5；626℃紅硬性/hrc為61.2；沖擊韌度ακ/j·cm-2為45.3，20℃的密度為8.1g/cm3、彈性模數(shù)為240kn/mm2、導(dǎo)熱系數(shù)為26w/m℃，400℃的密度為8.1g/cm3、彈性模數(shù)為220kn/mm2、導(dǎo)熱系數(shù)為28w/m℃、以20℃為基準(zhǔn)的膨脹率為9.2*10-6，600℃的密度為8.1g/cm3、彈性模數(shù)為196kn/mm2、導(dǎo)熱系數(shù)為28w/m℃、以20℃為基準(zhǔn)的膨脹率為10.4*10-6。

通過以上描述可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明粉末高速鋼的熱處理工藝，對粉末高速鋼進(jìn)行了組分調(diào)整優(yōu)化，并相應(yīng)的進(jìn)行了淬火分階處理，并結(jié)合真空爐內(nèi)的壓力設(shè)置，在滿足粉末高速鋼超高硬度的同時還能兼顧韌性，同時具備高溫穩(wěn)定性，極大地提高了粉末高速鋼的綜合性能。具備較優(yōu)的紅硬性和出色的耐磨性，使用壽命得到顯著提升。通過特定熱處理工藝的設(shè)定，五階分段式熱處理及冷卻步驟能保障粉末高速鋼心部應(yīng)力穩(wěn)定，工件變形量極小，同時配合多道相交叉深冷與回火工藝，滿足工件形態(tài)穩(wěn)定性需求。

以上對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了充分描述，需要說明的是，本發(fā)明的具體實施方式并不受上述描述的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)在結(jié)構(gòu)、方法或功能等方面采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。