一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為：碳0.7-0.9、鎢5.1-5.3、鉬1.0-1.2、鉻11.2-11.6、錳2.5-2.8、硅0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10余量為鐵及其它不可避免的雜質。晶組織，增加了強度和耐磨性，同時具有較高的紅硬性，適用于制作長鉆頭、絲錐，不易折斷，使用壽命長；本發明通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，通過使用廢鐵作為原料，使合金品質均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高了成品率。
【專利說明】一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合金材料領域，尤其涉及一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料及其制備方法。
【背景技術】[0002]電鉆是一種應用廣泛的電動工具，在建筑、加工等領域有廣泛的應用。電鉆的主要原理是通過電動機的轉動，帶動驅動作業裝置，從而使鉆頭刮削物體表面以洞穿物體，鉆頭是電鉆必不可少的部件之一。
[0003]目前鉆頭材料主要是高速鋼和硬質合金，這兩種合金硬度高、耐磨、紅硬性好，而且保持一定韌性，但是電鉆在使用過程中，經常出現折斷、刀刃易磨損或者彎曲現象，鉆頭經常需要更換，主要是因為鉆頭材料的硬度、耐磨性、韌性等性能不能達到平衡。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料及其制備方法，該磨球材料具有高硬度、耐磨性好、強度高的優點。
[0005]本發明的技術方案如下:
一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.7-0.9、鎢 5.1-5.3、鑰 L 0-1.2、鉻 IL 2-11.6、錳 2.5-2.8、硅 0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10余量為鐵及其它不可避免的雜質。
[0006]所述的鉆頭、絲錐用的合金鋼材料的生產方法，其特征在于:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.2-0.5比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鉻、硅、Er; (2)鎢、鑰(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0007]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以250_260°C /小時速率升溫至750_760°C，保溫50-70分鐘，再以250-260 °C /小時速率升溫至940-950 °C，保溫3_4小時；再以250-2600C /小時速率降溫至630-640°C，保溫70-80分鐘，再以240_250°C /小時速率降溫至200-220°C，保溫2-3小時；再以170_180°C /小時速率升溫至360_380°C，保溫40-50分鐘，再以170-180°C /小時速率升溫至540-550°C，保溫3_4小時，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:白云石13-15、粘土 30-35、三氧化二鋁2-3、納米鈦白粉2-3、鋁粉1-2、三聚磷酸鈉1-2、三氧化二鐵2_3、瑩石6_8、玉石粉3_4、蒙脫石1-2、樹木灰燼1-2、Na2TiF6 8-10 ;其制備方法是將白云石、粘土、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2500-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0009]本發明的有益效果本發明合金鋼在保持了足夠的硬度的同時，通過添加Ta、Er、Nd，改變了結晶組織，增加了強度和耐磨性，同時具有較高的紅硬性，適用于制作長鉆頭、絲錐，不易折斷，使用壽命長；本發明通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，通過使用廢鐵作為原料，使合金品質均一。本發明精煉劑用于鑄造生產，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，明顯提高了成品率。
【具體實施方式】
[0010]一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質量百分比為--碳
0.7-0.9、鎢 5.1-5.3、鑰 1.0-1.2、鉻 11.2-11.6、錳 2.5-2.8、硅 0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10余量為鐵及其它不可避免的雜質。
[0011]所述的鉆頭、絲錐用的合金鋼材料的生產方法為:
(1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.3比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鉻、硅、Er;(2)鎢、鑰(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為22分鐘，投料后攪拌均勻。
[0012]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以255°C /小時速率升溫至755°C，保溫60分鐘，再以255°C /小時速率升溫至945°C，保溫3.5小時；再以255°C /小時速率降溫至635°C，保溫75分鐘，再以245°C /小時速率降溫至210°C，保溫2.5小時；再以175°C /小時速率升溫至370°C，保溫45分鐘，再以175°C /小時速率升溫至545°C，保溫3.5小時，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:白云石13、粘土 30、三氧化二鋁3、納米鈦白粉2、鋁粉1、三聚磷酸鈉2、三氧化二鐵3、瑩石6、玉石粉4、蒙脫石1、樹木灰燼UNa2TiF6 8 ;其制備方法是將白云石、粘土、瑩石、玉石粉、蒙脫石、樹木灰燼混合，加熱至2500-3000°C，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。
[0014]本實施例的鉆頭、絲錐用的合金鋼材料的機械性能為:硬度66HRC，600°C時的硬度48 HRC，沖擊吸收功55J，沖擊韌性66J/cm2。
【權利要求】
1.一種鉆頭、絲錐用的合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質量百分比為:碳 0.7-0.9、鎢 5.1-5.3、鑰 1.0-1.2、鉻 11.2-11.6、錳 2.5-2.8、硅 0.2-0.3、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10余量為鐵及其它不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的鉆頭、絲錐用的合金鋼材料的生產方法，其特征在于: (1)、準備生鐵與廢鐵按1:0.2-0.5比例作為鐵基質來源，將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內投入合金元素的批次順序為:(1)鉻、硅、Er; (2)鎢、鑰(3)其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據權利要求2所述的鉆頭、絲錐用的合金鋼材料的生產方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以250-260°C /小時速率升溫至750-760°C，保溫50-70分鐘，再以250-2600C /小時速率升溫至940-950°C，保溫3_4小時；再以250_260°C /小時速率降溫至630-6400C，保溫70-80分鐘，再以240_250°C /小時速率降溫至200_220°C，保溫2_3小時；再以170-180°C /小時速率升溫至360-380°C，保溫40-50分鐘，再以170_180°C /小時速率升溫至540-550°C，保溫3- 4小時，取出空冷即得。
【文檔編號】C22C33/04GK103820722SQ201410009832
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】章功國, 王涇文, 段宗銀, 李純金, 陳超, 王淑妍, 張少伍, 王曉芬, 謝勇 申請人:馬鞍山市恒毅機械制造有限公司