一種鉆頭用合金材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)加工工具領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆頭用合金材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉆頭是電鉆中必不可少的部件之一。目前的鉆頭材料主要是硬質(zhì)合金和高速鋼。 硬質(zhì)合金材料具有硬度高、耐磨，但是在加工過程中，鉆頭易出現(xiàn)折斷或者磨損過大等現(xiàn)象 而需要不斷更換，進(jìn)而增加了加工成本;此外鉆頭磨損也是影響加工效率的主要因素。因 此，需要一種硬度、耐磨性好和韌性都到一種平衡的鉆頭來適應(yīng)更好的應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題是:為了解決上述問題的至少一種，提供一種高硬度且韌性佳 的鉆頭用合金材料的制備方法。
[0004]技術(shù)方案:為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鉆頭用合金材料的制備方法，包 括如下步驟： 步驟1，按照以下元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料:0 · 43wt%~0 · 52wt%碳、0 · 61 wt%~0 · 72wt%硅、0.24 wt%~0.38wt%fL、0.57 wt%~0.82wt%硼、0.16 wt%~0.23wt%鋪、0.04 wt%~O.llwt% 鐿、1.62wt%~2.85wt%鋁、0.03 wt%~0.14wt%鈮、1.03 wt%~1.22wt%錫、0.05 wt%~0.13wt% 組、0.06 wt%~0.15wt%儀、0.03 wt%~0.09wt%磷，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)； 步驟2，先將含鐵的物料置于真空爐中，升溫至650~800°C，保溫30min~2h; 步驟3，然后依次加入含鎂、磷、硼、碳和硅的物料，升溫至850~930°C，保溫40min~2h; 步驟4,再加入含銻、錫、鋁和鉭的物料，升溫至980~1100°C，保溫1~2h; 步驟5，最后加入釩、鐿和鈮，升溫至1150~1300°C，保溫2~3h; 步驟6，降溫至1000~1100°C，進(jìn)行澆鑄成型，得到澆鑄件； 步驟7，對澆鑄件進(jìn)行熱處理工序，所述熱處理工序依次包括正火、淬火和回火處理； 步驟8,自然冷卻至室溫即得鉆頭用合金材料。
[0005]所述步驟7中的熱處理工序的正火工序?yàn)椋簩茶T件置于正火爐中，控制溫度為 820~950°C，保溫 3~5h。
[0006]所述步驟7中的熱處理工序的淬火工序?yàn)椋簩⒔?jīng)過正火處理的鑄件置于80°C的水 中進(jìn)行水淬，淬至470~520°C，然后再置于180°C的油中進(jìn)行油淬，淬至300~350°C;最后置于 110°C的油中進(jìn)行進(jìn)一步油淬。
[0007] 所述步驟7中的熱處理工序的回火工序?yàn)?在回火爐中，控制溫度為200~230°C，保 溫3~5h。
[0008] 所述步驟1中各元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：0.47wt%碳、0.66wt%娃、0.34wt% ?凡、 0 · 78wt%硼、0 · 20wt%銻、0 · 06wt%鐿、2 · 62wt%鋁、0 · 84wt%鈮、1 · 13wt%錫、0 · 09wt%鉭、0 · 12wt% 鎂、0.07wt%磷，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0009] 所述步驟2中升溫至760°C，保溫lh。
[0010] 所述步驟3中升溫至900°C，保溫50min。
[0011] 所述步驟4中升溫至1060°C，保溫70min。
[0012] 所述步驟5中升溫至1200°C，保溫2h。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明所制備的合金材料的硬度為326HB~351HB，沖擊 韌性為72~83J/cm2，拉伸強(qiáng)度為1420MPa~1580MPa，相比于普通合金鋼鉆頭，本發(fā)明所制備 的合金材料顯示更加優(yōu)異的硬度和沖擊韌性，可以適合更加苛刻的加工環(huán)境，可減少鉆頭 的使用壽命，節(jié)約機(jī)械加工成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng) 當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限 制。
[0015] 實(shí)施例1 一種鉆頭用合金材料的制備方法，包括如下步驟： 步驟1，按照以下元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料:0.43wt%碳、0.61wt%娃、0.24wt%隹凡、 0.57wt%硼、0.16wt%銻、0.04wt%鐿、1.62wt%鋁、0.03wt%鈮、1.03wt%錫、0.05wt%鉭、 0.06wt%鎂、0.03wt%磷，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)； 步驟2，先將含鐵的物料置于真空爐中，升溫至650°C，保溫30min; 步驟3,然后依次加入含鎂、磷、硼、碳和硅的物料，升溫至850°C，保溫40min; 步驟4,再加入含銻、錫、鋁和鉭的物料，升溫至980°C，保溫lh; 步驟5，最后加入釩、鐿和鈮，升溫至1150°C，保溫2h; 步驟6，降溫至1000°C，進(jìn)行澆鑄成型，得到澆鑄件； 步驟7，對澆鑄件進(jìn)行熱處理工序，所述熱處理工序依次包括正火、淬火和回火處理，具 體的： 所述步驟7中的熱處理工序的正火工序?yàn)?將澆鑄件置于正火爐中，控制溫度為820°C， 保溫3h; 所述步驟7中的熱處理工序的淬火工序?yàn)?將經(jīng)過正火處理的鑄件置于80°C的水中進(jìn) 行水淬，淬至470°C，然后再置于180°C的油中進(jìn)行油淬，淬至300°C;最后置于110°C的油中 進(jìn)行進(jìn)一步油淬； 所述步驟7中的熱處理工序的回火工序?yàn)?在回火爐中，控制溫度為200°C，保溫3h; 步驟8,自然冷卻至室溫即得鉆頭用合金材料。
[0016] 實(shí)施例2 一種鉆頭用合金材料的制備方法，包括如下步驟： 步驟1，按照以下元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料：0.47wt%碳、0.66wt%娃、0.34wt%隹凡、 0 · 78wt%硼、0 · 20wt%銻、0 · 06wt%鐿、2 · 62wt%鋁、0 · 84wt%鈮、1 · 13wt%錫、0 · 09wt%鉭、0 · 12wt% 鎂、0.07wt%磷，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)； 步驟2,先將含鐵的物料置于真空爐中，升溫至750°C，保溫lh; 步驟3,然后依次加入含鎂、磷、硼、碳和硅的物料，升溫至900°C，保溫50min; 步驟4,再加入含銻、錫、鋁和鉭的物料，升溫至1000°C，保溫lh; 步驟5，最后加入釩、鐿和鈮，升溫至1200°C，保溫2h; 步驟6，降溫至1050°C，進(jìn)行澆鑄成型，得到澆鑄件； 步驟7，對澆鑄件進(jìn)行熱處理工序，所述熱處理工序依次包括正火、淬火和回火處理，具 體的： 所述步驟7中的熱處理工序的正火工序?yàn)?將澆鑄件置于正火爐中，控制溫度為920°C， 保溫4h; 所述步驟7中的熱處理工序的淬火工序?yàn)?將經(jīng)過正火處理的鑄件置于80°C的水中進(jìn) 行水淬，淬至490°C，然后再置于180°C的油中進(jìn)行油淬，淬至320°C;最后置于110°C的油中 進(jìn)行進(jìn)一步油淬； 所述步驟7中的熱處理工序的回火工序?yàn)?在回火爐中，控制溫度為200~230°C，保溫3~ 5h; 步驟8,自然冷卻至室溫即得鉆頭用合金材料。
[0017] 實(shí)施例3 一種鉆頭用合金材料的制備方法，包括如下步驟： 步驟1，按照以下元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料：〇 . 47wt%碳0.67wt%娃、0.31wt%隹凡、 0 · 70wt%硼、0 · 21wt%銻、0 · 07wt%鐿、2 · 23wt%鋁、0 · 08wt%鈮、1 · 13wt%錫、0 · 09wt%鉭、0 · 1lwt% 鎂、0.06wt%磷，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)； 步驟2，先將含鐵的物料置于真空爐中，升溫至760°C，保溫lh; 步驟3,然后依次加入含鎂、磷、硼、碳和硅的物料，升溫至900°C，保溫50min; 步驟4，再加入含銻、錫、鋁和鉭的物料，升溫至1060°C，保溫70min; 步驟5，最后加入釩、鐿和鈮，升溫至1200°C，保溫2h; 步驟6，降溫至1030°C，進(jìn)行澆鑄成型，得到澆鑄件； 步驟7，對澆鑄件進(jìn)行熱