发明公布-201910306918.1-一种MIM注射成型高端刀具、金属粉末及其制备方法

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109877311 A
(43)申请公布日 2019.06.14
(21)申请号 201910306918 .1
(22)申请日 2019 .04 .17
(71)申请人泉州天智合金材料科技有限公司
地址 362000 福建省泉州市洛江区科技工
业园二号路
(72)发明人乐晨唐明强
C22C 38/02(2006 .01)
C22C 38/20(2006 .01)
C22C 38/22(2006 .01)
C22C 38/24(2006 .01)
赵放陈义华
(74)专利代理机构泉州市潭思专利代理事务所
(普通合伙) 35221
代理人林丽英
(51)Int .Cl .
B22F 1/00(2006 .01)
B22F 3/22(2006 .01)
B22F 5/00(2006 .01)
B22F 9/08(2006 .01)
C22C 38/00(2006 .01)
权利要求书1页
CN 109877311 A
(54)发明名称
一种MIM注射成型高端刀具、金属粉末及其
制备方法
(57)摘要
本发明公开一种MIM注射成型高端刀具、金
属粉末及其制备方法，原材料元素质量百分比
12 .0-16 .0Cr，
2 .0-4 .0Mo ，
1 .0-4 .0W ，
1 .03 .0V，
1 .0-1 .5Cu，
0 .5-1 .0Sn，
0 .5-0 .7Si，
0 .51 .5C，
72 .0-81 .5Fe。
采用水气联合雾化制粉方式
制备，
该方法包括合金元素中频感应熔炼、水气
联合雾化、
真空干燥、
粉体分级及筛分、
合批处理
等工艺过程。所制备合金粉末具有合金成分、
织结构均匀，
粉末粒度细且分布合理，
球形度好，
杂质含量低等优点，
可作为MIM注射成型高端刀
具的原材料得到广泛应用。
说明书6页
附图1页
CN 109877311 A
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1 .一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末，
其特征在于：
其原材料元素质量百分
比为：
12 .0-16 .0 Cr，
2 .0-4 .0 Mo，
1 .0-4 .0 W，
1 .0-3 .0 V，
1 .0-1 .5 Cu，
0 .5-1 .0 Sn，
0 .50 .7 Si，
0 .5-1 .5 C，
72 .0-81 .5 Fe。
2 .一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
其特征在于，
通过以下步
骤制备：
1)中频感应熔炼：
按以下合金成分质量百分比进行配料：
12 .0-16 .0 Cr，
2 .0-4 .0Mo，
1 .0-4 .0 W，
1 .0-3 .0 V，
1 .0-1 .5 Cu，
0 .5-1 .0 Sn，
0 .5-0 .7 Si，
0 .5-1 .5 C，
72 .0-81 .5 Fe；
将原材料按纯铁、
纯铜、铬铁、钼铁、钒铁、钨铁、
高纯硅、生铁和锡的顺序依次投料，
在中频
感应炉内大气冶炼，
待钢液温度达到1650℃-1700℃，
进行合金化处理；
2)水气联合雾化：
采用氮气作为过程保护气氛，
雾化过程采用40 °
/30 °
主副喷双V型喷
钢液中间包底部漏眼尺寸为3 .0-5 .0mm，
雾化水压力为120-150MPa，
水流量为140-180L/
min；
3)干燥及筛分处理：
采用真空干燥合金粉末，
之后进行粉体分级及筛分处理。
3 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤1)中，
在中频感应炉内大气冶炼，
控制冶炼功率为100-500KW，
冶炼时长为
50 .0-55 .0分钟。
4 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤1)中，
进行合金化处理，
合金化时间10 .0-20 .0分钟。
5 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤1)中，
合金化处理完成后，
还采用硅钙、
石灰对钢液进行造渣脱氧，
并扒渣
干净，
起泵浇钢。
6 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤2)中，
氮气流量为20 .0-25 .0m3/h。
7 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤3)中，
真空干燥采用双锥真空干燥机干燥合金粉末，
干燥温度为120-180
真空度≤-0 .09MPa。
8 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，
所述步骤3)中，
粉体分级及筛分处理为：
采用气流分级控制粉末粒度及分布，
末激光粒度D90为18-20μm。
9 .如权利要求2所述的一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
征在于，所述步骤3) 中，所制备得的合金粉末激光粒度D90 ：1 8-20μm ，粉末氧含量≤
0 .2wt％，
粉末振实密度≥4 .8g/cm3。
10 .一种MIM注射成型高端刀具，
采用上述权利要求2-9任一项所述的一种适用于MIM注
射成型高端刀具用金属粉末的制备方法，
制备得的金属粉末通过MIM注射成型制得，
所得高
端刀具其硬度达到59-64HRC，
致密度≥98％。
CN 109877311 A
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一种MIM注射成型高端刀具、金属粉末及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属粉末材料制备技术领域，
具体是指一种MIM注射成型高端刀具、
属粉末及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着社会科技的不断进步与刀具行业的蓬勃发展，
市场对刀具钢提出了优良的切
削性和耐磨性要求，
要求刀具钢具有高硬度、
高耐磨性，
以及一定的韧性和塑性的特点。
[0003] 传统刀具钢以碳素工具钢为主，
虽然其成本较低且加工性能好，
但存在淬透性低，
淬火变形开裂倾向大的缺点。此外，
传统铸造刀具钢中含有粗大的共晶碳化物，
必须经过反
复的锻造、
轧制等工艺将其破碎，
从而使其尽可能的变成分布均匀、
粒径细小碳化物颗粒。
而锻造或者轧制未达到最优效果时，
合金钢中将仍存在粗的网状碳化物和密集的带状碳化
这种碳化物形貌及其分布不均匀性对刀具钢的质量和使用寿命有着极大的影响。
[0004] 鉴于此，
本案发明人对上述问题进行深入研究，
并提出一种适用于MIM注射成型高
端刀具用金属粉末及其制备方法，
本案由此产生。
发明内容
[0005] 本发明的一目的在于提供一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末，
满足市
场对刀具钢提出了优良的切削性和耐磨性要求。
[0006] 为了达成上述目的，
本发明的解决方案是：
[0007] 一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末，
其原材料元素质量百分比为：
12 .0-16 .0Cr，
2 .0-4 .0Mo，
1 .0-4 .0W，
1 .0-3 .0V，
1 .0-1 .5Cu，
0 .5-1 .0Sn，
0 .5-0 .7Si，
0 .51 .5C，
72 .0-81 .5Fe。
[0008] 本发明的再一目的在于提供一种适用于MIM注射成型高端刀具用金属粉末的制备
方法，
通过以下步骤制备：
[0009] 1) 中频感应熔炼：
按以下合金成分质量百分比进行配料：12 .0-16 .0Cr ，2 .04 .0Mo，
1 .0-4 .0W，
1 .0-3 .0V，
1 .0-1 .5Cu，
0 .5-1 .0Sn，
0 .5-0 .7Si，
0 .5-1 .5C，
72 .0-81 .5Fe；
原材料按纯铁、
纯铜、铬铁、钼铁、钒铁、钨铁、
高纯硅、生铁和锡的顺序依次投料，
在中频感
应炉内大气冶炼，
待钢液温度达到1650℃-1700℃，
进行合金化处理；
[0010] 2)水气联合雾化：
采用氮气作为过程保护气氛，
雾化过程采用40 °
/30 °
主副喷双V
型喷嘴；
钢液中间包底部漏眼尺寸为3 .0-5 .0mm，
雾化水压力为120-150MPa，
水流量为140180L/min；
[0011] 3)干燥及筛分处理：

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