一种高速钢及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种高速钢，其特征在于：所述高速钢为无碳高速钢；或所述高速钢由无碳高速钢作为基体材料，并加入氮化硅晶须及氮化硅粒子进一步强化；所述无碳高速钢以质量百分比计，包括下述组分：co占10～30％、ni占0～5％、mo占8～20％、w占0～5％，cr占0～13％、nb占0～2％、ti占0～2％、si占0.2～1％，y和la之和占0～1％，其余为fe；当高速钢中含有氮化硅晶须及氮化硅粒子时，si3n4晶须占0.01～2％，si3n4微米级粒子占0.01～3％。2.根据权利要求1所述的一种高速钢，其特征在于：所述无碳高速钢的晶粒大小为10～50μm；当高速钢中含有氮化硅晶须及氮化硅粒子时si3n4晶须直径为0.5～1.5μm，长度为5～20μm，si3n4微米级粒子尺寸为2～5μm。3.根据权利要求1所述的一种无碳高速钢，其特征在于：所述无碳高速钢以质量百分比计，包括下述组分：co占15～30％、ni占2～5％、mo占8～20％、w占2～5％，cr占2～13％、nb和ti之和占0.5～2％、si占0.2～1％，y和la之和占0.1～1％，其余为fe；当高速钢中含有氮化硅晶须及氮化硅粒子时，以质量百分比计；si3n4晶须占1～2％，si3n4微米级粒子占1～3％。4.一种如权利要求1-3所述的高速钢的制备方法，其特征在于：当高速钢为无碳高速钢时，其制备方法为：按设计组分配取原料；混合均匀后经压制、烧结，得到烧结坯；烧结坯经热处理，得到所述无碳高速钢；当高速钢中含有氮化硅晶须及氮化硅粒子时，其制备方法包括下述步骤：(1)氮化硅晶须及微米级粒子酸洗活化将氮化硅晶须及微米级粒子用酸性溶液进行一定时长的酸洗，酸洗结束后用酒精反复冲洗干净，最后通过真空干燥箱干燥；(2)基体原料混合按配比将金属元素粉末、酸洗后的si3n4微米级粒子与额外加入的微量炭黑一同称取混合并过筛，随后加入成型剂，采用湿式球磨方法得到混合料，干燥后得到基体原料混合物；(3)氮化钛晶须添加按配比将步骤(2)得到的基体原料混合物和酸洗后的si3n4晶须按比例称取后进行短时间球磨混合，干燥后得到混合原料；(4)压制成型将步骤(3)得到混合原料进行压制，得到压制坯；(5)烧结将步骤(4)得到的压制坯放入烧结炉进行烧结，冷却后得到烧结坯；烧结温度大于等于1300℃；(6)热处理将步骤(5)得到的烧结坯进行固溶处理及高温时效处理，得到最终的玻璃热弯机加热板用无碳高速钢材料；；固溶处理的温度为1200℃～1280℃。5.根据权利要求4所述的一种高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，酸洗溶液为：氢氟酸与硝酸的混合溶液，氢氟酸与硝酸的体积比为1:(4～6)，酸洗时间为12～24小
时。6.根据权利要求4所述的一种高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中炭黑的添加量为(0.1～0.4)wt％，成型剂添加量为(3～6)wt％。7.根据权利要求4所述的一种高速钢的制备方法，其特征在于：球磨在氮气或氩气的保护下进行，当采用滚筒球磨时球磨转速为(60～150)rpm，采用行星球磨时球磨转速为(200～250)rpm；在步骤(2)中，球料比为(3～6):1，球磨时间为(48～72)h，采用硬质合金球；步骤(3)中，球料比为(1～2):1，球磨时间为(12～24)h，采用钢球。8.根据权利要求4所述的一种高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中所采用烧结方式为真空烧结，气压为10-2
pa～10pa，烧结温度为1300℃～1450℃，最高温保温时间为2～3h。9.根据权利要求4所述的一种高速钢的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，固溶处理在盐浴、真空或气氛保护下进行，温度为1200℃～1250℃，固溶处理时间为(20～120)min，固溶处理后通过油淬冷却到室温；高温时效温度根据工况设定为700～800℃或900℃～1000℃，时效时间为2～5h。10.一种如权利要求1-3所述的高速钢的应用，其特征在于：所述高速钢的应用包括将其用于玻璃热弯机的加热板。

技术总结
本发明具体涉及一种高速钢及其制备方法和应用。所述高速钢为无碳高速钢；或所述高速钢由无碳高速钢作为基体材料，并加入氮化硅晶须及氮化硅粒子进一步强化。所述无碳高速钢以质量百分比计，包括下述组分：Co占10～30％、Ni占0～5％、Mo占8～20％、W占0～5％，Cr占0～13％、Nb占0～2％、Ti占0～2％、Si占0.2～1％，Y和La之和占0～1％，其余为Fe；当高速钢中含有氮化硅晶须及氮化硅粒子时，Si3N4晶须占0.01～2％，Si3N4微米级粒子占0.01～3％。其制备方法为：按设计组分配取原料；必要时进行原料的预处理，然后混合均匀并压制、烧结，得到烧结坯；烧结坯经热处理，得到产品。本发明材料组分设计合理、制备简单可控、便于大规模工业化应用，同时所得高速钢特别适合用作玻璃热弯机的加热板。加热板。加热板。


技术研发人员：康希越 陈帅鹏 陈豫章
受保护的技术使用者：长沙市萨普新材料有限公司
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/6/4