CN1851032A - 高锰钢基硬质合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基体为高度奥氏体化高锰钢、硬质相为碳化钛、具有高硬度和高冲击韧性的高锰钢基硬质合金,其组成为(30.5~32.5)wt%的钛、(9.0~10.0)wt%的锰、(2.40~2.80)wt%的镍、(1.0~2.0)wt%的钼、(7.8~8.10)wt%的碳和余量的铁;其制备方法包括按一定重量百分比将碳化钛粉、铁粉、锰铁粉、镍粉、钼粉、碳粉配制成原料粉末,控制混合料总碳含量为(7.80~8.10)wt%、锰含量为(9.0~10.0)wt%、镍含量为(2.40~2.80)wt%、钼含量为(1.0~2.0)wt%,烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸计算为每毫米1.5分钟;本发明的高锰钢基硬质合金适用于复杂地质结构的岩层的挖掘,焊接性能良好,电焊焊接裂纹率≤0.5%,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种高锰钢基硬质合金及其制备方法。
背景技术
工程挖掘行业制作牙轮钻时,通过焊接高耐磨性、高硬度材质,适应岩层的挖掘,并延长零部件的使用寿命。目前上述行业主要使用高锰钢、高铬铸铁、WC-Co类硬质合金材质及传统高锰钢基硬质合金。高锰钢、高铬铸铁具有较好的冲击韧性,但其硬度偏低,耐磨性较差,掘进深度浅,即使用寿命短;WC-Co类硬质合金具有很高的硬度,但其抗冲击韧性只有约(3~5)J/mm2,其制作的牙轮钻无法用于复杂地质结构岩层的挖掘,比如硬度极不均匀的砂、石混合岩层等;传统高锰钢基硬质合金因良好的韧性、抗冲击性得到广泛应用,但由于其基体组织未高度奥氏体化,焊接裂纹率约30%,影响了使用性能。
发明内容
本发明针对上述已有材质的不足,提供一种基体为高度奥氏体化高锰钢、硬质相为碳化钛、具有高硬度和高冲击韧性的高锰钢基硬质合金,适用于复杂地质结构的岩层的挖掘,焊接性能良好,电焊焊接裂纹率≤0.5%。
本发明的高锰钢基硬质合金组成为:(30.5~32.5)wt%的钛、(9.0~10.0)wt%的锰、(2.40~2.80)wt%的镍、(1.0~2.0)wt%的钼、(7.8~8.10)wt%的碳,余量为铁。
本发明的高锰钢基硬质合金的制备方法,包括将碳化钛粉、铁粉、锰铁粉、镍粉、钼粉、碳粉按一定重量百分比配制原料粉末,经湿磨、干燥、掺胶、压制、脱胶、烧结、淬火,制得高锰钢基硬质合金,其特征是:配料时控制混合料总碳含量为(7.80~8.10)wt%,锰含量为(9.0~10.0)wt%,镍含量为(2.40~2.80)wt%,钼含量为(1.0~2.0)wt%;烧结时控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸计算为每毫米1.5~1.6分钟。
本发明通过控制混合料总碳含量、锰含量、镍含量和钼含量,制备出的高锰钢基硬质合金,其基体组织高度奥氏体化,大大减少应力集中,避免裂纹倾向,使其焊接性能得到很大提高,焊接裂纹率低于0.5%;硬度达到≥HRC56,抗弯强度达到≥1800MPa,冲击韧性达到6~10J/mm2,密度达到(6.3~6.5)g/cm3,孔隙度达到≤(A06、B06)。与WC-Co类硬质合金比,适宜于冲击较大、地层结构较复杂的野外作业,且具有电焊裂纹率低、可浇铸的优点,从而满足了岩层挖掘对牙轮钻的耐磨性、抗冲击性的高要求,同时使用寿命长。当岩层压力60MPa以下时,牙轮钻掘进深度达到120m以上,岩层压力60MPa~100MPa时,牙轮钻掘进深度达到80m以上,达到高锰钢、高铬铸铁牙轮钻掘进深度的三倍。本发明的高奥氏体化高锰钢基硬质合金还可用于破碎石料等,与现有高锰钢、高铬铸铁比,粗破时使用寿命相当,精破时使用寿命提高3~6倍。
具体实施例
实施例1、配制100Kg除碳粉以外的其他原料,其中碳化钛粉40kg(碳含量为19.30wt%,氧含量为0.28wt%,余量为钛;杂质量很小可忽略,下同)、镍粉2.8kg、钼粉1.2kg、锰铁粉12.5kg(碳含量为1.42wt%,锰含量为78.7wt%,余量为铁;杂质量很小可忽略,下同)、铁粉43.5kg,经计算再加碳粉0.06kg;将上述所有原料在球磨机内湿磨混合均匀,球料比为3∶1,经干燥过筛后制得混合料粉末,混合料中总碳含量为7.97wt%,钛含量为31.22wt%,锰含量为9.47wt%,镍含量为2.66wt%,钼含量为1.12wt%,铁为45.87wt%;然后进行掺胶、压制、脱胶、烧结和淬火处理,其中烧结的压坯尺寸为:长×宽×高=58mm×8mm×28mm(以下实施例同),控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸每毫米1.5分钟计算为1小时27分钟,得到高锰钢基硬质合金,其硬度为HRC62.1,密度为6.37g/cm3,冲击韧性为7.2J/mm2,抗弯强度为2000MPa,孔隙度为A02、B00。在竖井滚刀牙轮钻上焊接本发明的高锰钢基硬质合金(以下实施例同),焊接裂纹率为0,证明所得的是高奥氏体化高锰钢基硬质合金。
实施例2、配制100Kg除碳粉以外的其他原料,其中碳化钛粉40Kg(碳含量为19.31wt%,氧含量为0.32wt%,余量为钛)、镍粉2.8kg、钼粉1.2kg、锰铁粉12kg(锰含量为80.20wt%,碳含量为1.62wt%,余量为铁)、铁粉44kg,经计算再加碳粉0.08kg;将上述所有原料在球磨机内湿磨混合均匀,球料比为3∶1,经干燥过筛后制得混合料粉末,混合料中总碳含量为8.00wt%,钛含量为31.47wt%,锰含量为9.63wt%,镍含量为2.66wt%,钼含量为1.08wt%,铁为45.57wt%,然后进行掺胶、压制、脱胶、烧结和淬火处理,控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸每毫米1.55分钟计算为1小时30分钟,得到高奥氏体化高锰钢基硬质合金,其硬度为HRC61.3,密度为6.38g/cm3,冲击韧性为8.4J/mm2,抗弯强度为2050MPa,孔隙度为A04、B00。牙轮钻焊接裂纹率0.1%。
实施例3、配制100Kg除碳粉以外的其他原料,其中碳化钛粉40Kg碳含量为19.24wt%、氧含量为0.28wt%,余量为钛)、镍粉2.8kg、钼粉1.2kg、锰铁粉12.3kg(锰含量为80.20wt%,碳含量为1.62wt%,余量为铁)、铁粉43.7kg,经计算再加碳粉0.1kg;将上述所有原料在球磨机内湿磨混合均匀,球料比为3∶1,经干燥过筛后制得混合料粉末,混合料实测总含碳量为7.91wt%,钛含量为31.66wt%,锰含量为9.81wt%,镍含量为2.60wt%,钼含量为1.18wt%,铁为46.11wt%,然后进行掺胶、压制、脱胶、烧结和淬火处理,控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间压坯最大有效尺寸每毫米1.6分钟计算为1小时33分钟,得到高奥氏体化高锰钢基硬质合金,其硬度为HRC60.7,密度为6.36g/cm3,冲击韧性为10.4J/mm2,抗弯强度为2050MPa,孔隙度为A02、B00。牙轮钻焊接裂纹率为0。
实施例4、配制100Kg除碳粉以外的其他原料,其中碳化钛粉40Kg(碳含量为19.42wt%,氧含量为0.43wt%,余量为钛)、镍粉2.8kg、钼粉1.2kg、锰铁粉12kg(锰含量为78.7wt%,碳含量为1.42wt%,余量为铁)、铁粉44kg,经计算再0.06kg碳粉;将上述所有原料在球磨机内湿磨混合均匀,球料比控制为3∶1,经干燥过筛后制得混合料粉末,混合料实测总含碳量为7.95wt%,钛含量为31.77wt%,锰含量为9.37wt%,镍含量为2.72wt%,钼含量为1.18wt%,铁为46.41wt%,然后进行掺胶、压制、脱胶、烧结和淬火处理,控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸每毫米1.5分钟计算为1小时27分钟,得到高奥氏体化高锰钢基硬质合金,其硬度为HRC62.1,密度为6.34g/cm3,冲击韧性为7.5J/mm2,抗弯强度为1810MPa,孔隙度为A04、B00。牙轮钻焊接裂纹率为0.08%。
实施例5、配制100Kg除碳粉以外的其他原料,其中碳化钛粉40Kg(碳含量为19.19wt%,氧含量为0.27wt%,余量为钛)、镍粉2.8kg、钼粉1.2kg、锰铁粉12.5kg(锰含量为80.2wt%,碳含量为1.62wt%,余量为铁)、铁粉43.5kg,经计算再加入碳粉0.15kg;将上述所有原料在球磨机内湿磨混合均匀,球料比控制为3∶1,经干燥过筛后制得混合料粉末,混合料中总碳含量为8.01wt%,钛含量为31.38wt%,锰含量为9.98wt%,镍含量为2.36wt%,钼含量为1.14wt%,铁为46.11wt%,然后进行掺胶、压制、脱胶、烧结和淬火处理,控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸每毫米1.6分钟计算为1小时33分钟,得到高奥氏体化高锰钢基硬质合金,其硬度为HRC60.1,密度为6.37g/cm3,冲击韧性为9.6J/mm2,抗弯强度为1910MPa,孔隙度为A02、B00。牙轮钻焊接裂纹率为0。
Claims (2)
1、一种高锰钢基硬质合金,组成为(30.5~32.5)wt%的钛、(9.0~10.0)wt%的锰、(2.40~2.80)wt%的镍、(1.0~2.0)wt%的钼、(7.8~8.10)wt%的碳,余量为铁。
2、如权利要求1所述的高锰钢基硬质合金的制备方法,包括将碳化钛粉、铁粉、锰铁粉、镍粉、钼粉、碳粉按一定重量百分比配制原料粉末,经湿磨、干燥、掺胶、压制、脱胶、烧结、淬火,制得高锰钢基硬质合金,其特征是:配料时控制混合料总碳含量为(7.80~8.10)wt%,钛含量为(30.5~32.5)wt%,锰含量为(9.0~10.0)wt%,镍含量为(2.40~2.80)wt%,钼含量为(1.0~2.0)wt%;烧结时控制烧结温度在1350℃~1365℃,真空度为≤10Pa,保温时间按压坯最大有效尺寸计算为每毫米(1.5~1.6)分钟。
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Cited By (8)
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CN104195407A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 江苏汇诚机械制造有限公司 | 一种TiC高锰钢基钢结硬质合金的制备方法 |
CN108411183A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-17 | 山东硕源工业机械设备有限公司 | 应用于高锰钢鄂板的tm52钢结硬质合金及制备工艺 |
CN110952015A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-04-03 | 上海海隆石油钻具有限公司 | 一种高强度合金材料 |
CN111101047A (zh) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 青海民族大学 | 一种原位TiC颗粒与大比例非晶合金共强化锰钢基复合材料及其制备方法 |
CN111101074A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 青海民族大学 | 一种镶嵌原位碳化物颗粒的3d非晶合金网络增强硼钢基复合材料及其制备方法 |
CN111876698A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-03 | 西安理工大学 | 一种钢结硬质合金及其制备方法 |
CN112301295A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-02 | 常熟市电力耐磨合金铸造有限公司 | 一种钢结硬质合金及其制备方法和应用 |
CN116445823A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-07-18 | 常熟市电力耐磨合金铸造有限公司 | 高硬度高韧性TiC基高锰钢结硬质合金及其制备方法 |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104195407A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 江苏汇诚机械制造有限公司 | 一种TiC高锰钢基钢结硬质合金的制备方法 |
CN108411183A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-17 | 山东硕源工业机械设备有限公司 | 应用于高锰钢鄂板的tm52钢结硬质合金及制备工艺 |
CN111101047A (zh) * | 2018-10-25 | 2020-05-05 | 青海民族大学 | 一种原位TiC颗粒与大比例非晶合金共强化锰钢基复合材料及其制备方法 |
CN111101074A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 青海民族大学 | 一种镶嵌原位碳化物颗粒的3d非晶合金网络增强硼钢基复合材料及其制备方法 |
CN110952015A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-04-03 | 上海海隆石油钻具有限公司 | 一种高强度合金材料 |
CN111876698A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-03 | 西安理工大学 | 一种钢结硬质合金及其制备方法 |
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