一种提高喷射成形高速钢柱状沉积坯密度的工艺方法

摘要

本发明属于材料加工领域，涉及到一种提高喷射成形高速工具钢柱状沉积坯致密度的工艺方法。本发明充分结合喷射成形与热控凝固的理论思想和技术优势。在喷射沉积过程的前阶段，发挥了喷射成形能够短流程制备无偏析、组织均匀和细小等轴晶(＜20μm)的优势，使生产出的高速钢沉积坯强度高，塑性好，易锻轧加工；在沉积过程的后阶段，即喷射成形完成后，直接通过设备本身的结构(如中间包、雾化喷嘴等)来控制热量输入和散失，改善高速钢沉积坯易疏松部位的凝固，从而制备出高质量高密度的沉积坯。该工艺不但解决了高速钢的偏析问题，而且进一步提高了沉积坯致密度，保证后续精锻等加工的顺利进行。

主权项

1.一种提高喷射成形高速钢柱状沉积坯密度的工艺方法，其方法步骤是：(1)选择一种高速钢母合金料；(2)将高速钢母合金料放入雾化沉积设备熔炼室的真空感应炉内加热至高于合金熔点100～250℃；(3)保温10～20min，使感应炉内高速钢熔体的成分和温度达到均匀一致，然后把合金熔体按照1～3Kg/min的速度倒入已经被加热的中间包内，中间包温度高于高速钢熔点100～200℃；(4)在雾化室内，以压力为2～3MPa，纯度＞99.9％wt的N2气体通过雾化喷嘴，把从导流管流出的合金熔体雾化成熔滴，熔滴飞行并沉积在以50～90转/分钟速度旋转的沉积器上形成柱状沉积坯；(5)雾化沉积完成后，升高沉积器使沉积坯到雾化喷嘴的距离为50～100mm，同时保持沉积坯在沉积器上高速旋转并保持沉积坯与喷嘴之间距离不变；(6)向熔炼室内持续充入压力为0.2～0.3MPa、纯度＞99.9％wt的N2气体，流经中间包时N2气体被加热到约800～1000℃，N2气体经导流管喷嘴，以10～80L/min流速吹向高速钢柱状沉积坯顶部中心附近，喷吹1～2min后；降低沉积器，并以2～4L/min降低N2压力，同时控制沉积坯顶部表面降温速率＜5℃/min，当沉积器与雾化喷嘴的距离大于300mm且坯体表面温度低于700℃后，停止控温，随炉冷却。