權(quán)利要求

1.基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟： （1）原料的清洗以及干燥，將工模具鋼母合金放入清洗設(shè)備中進(jìn)行清洗，清洗時的水壓控制在0.48-0.58MPa之間，去除表面的雜質(zhì)和臟污，清洗后進(jìn)行干燥，干燥的溫度控制在50-90℃之間，然后收集在盛放箱中，等待下一步加工； （2）原料的稱量配比，將步聚（1）中清洗干燥后的原料按指定比例，進(jìn)行稱量配比，然后將配比后的原料放入一個敞口容器中； （3）惰性氣體霧化制粉，將步聚（3）中配比后的原料，倒入中頻感應(yīng)熔煉爐中，在爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1550℃～1730℃之間，進(jìn)行熔化、精煉以及脫氣，然后將熔化后的合金液傾倒進(jìn)中間包系統(tǒng)中，進(jìn)入噴氣系統(tǒng)中，在高壓氬氣的作用下，進(jìn)行霧化，在霧化室中吹散成粉，進(jìn)一步通過輸送管送至旋風(fēng)分離器中，進(jìn)行粗粉和細(xì)粉與霧化氣體的分離，金屬粉末收集到容器中； （4）分離氣體的回收，對步聚（3）中排出的霧化氣體進(jìn)行回收，通過抽氣泵將排出氣體抽入容器中，收集后，通過進(jìn)行濃度測量，通入氬氣，進(jìn)行濃度調(diào)比，直到濃度達(dá)到90%為止，用于下一批次氣體霧化制粉備用； （5）熱等靜壓，對步聚（4）中收集粉末后的容器進(jìn)行封裝，使其形成密封容器，送入熱等靜壓機內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓，熱等靜壓溫度1080-1140℃，壓力＞85Mpa，時間＞4h，然后隨爐冷卻至常溫； （6）精鍛，將步聚（5）中加工后的合金進(jìn)行精鍛，完成加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（1）中在進(jìn)行工模具鋼母合金的清洗過程中，清洗設(shè)備可選用攪拌清洗機，工模具鋼母合金物料放置在攪拌筒中，攪拌筒四周噴水進(jìn)行沖洗，沖洗后的水直接排出，同時清洗后在進(jìn)行烘干之前，需要進(jìn)行瀝水，瀝除大部分的水。 

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（1）中在進(jìn)行在進(jìn)行烘干時，可采用熱風(fēng)機，清洗后的工模具鋼母合金鋪平在干燥臺面上，通過多臺熱風(fēng)機同時吹風(fēng)，干燥時長，控制在8-12min，干燥后需要立即收集，等待下一工序的進(jìn)行。 

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（1）中工模具鋼母合金各個不同種類之間需要單獨進(jìn)行清洗干燥，避免之間出現(xiàn)混合，清洗干燥加工后，不同種類合金之間需要單獨使用容器進(jìn)行盛裝。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（2）中進(jìn)行稱量配比時，工模具鋼母合金通過采用電子吊稱量。 

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（3）中霧化室內(nèi)部的壓強控制在0.04-0.08Mpa之間，同時霧化室在每次使用后，需要進(jìn)行清潔，保持霧化室內(nèi)的潔凈，避免粉末殘留。 

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（3）中進(jìn)行合金液傾倒時，通過起重裝置進(jìn)行起吊，起重裝置可選用電葫蘆吊機，在進(jìn)行傾倒時，人工進(jìn)行控制和輔助。 

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（4）中在進(jìn)行分離氣體的回收時，容器與抽氣泵之間應(yīng)安裝單向閥，同時抽氣泵采用加壓泵，對容器內(nèi)部進(jìn)行加壓，使容器內(nèi)部氣體壓縮。 

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（4）中進(jìn)行濃度調(diào)比時，通過通入氬氣，進(jìn)行再次加壓，進(jìn)行容器內(nèi)部濃度的提升，容器采用鋼材制成，且四周焊接加強筋，進(jìn)行四周的加固。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，其特征在于：所述步聚（5）中在進(jìn)行盛裝粉末容器的封裝時，采用無縫焊接進(jìn)行封焊，使其形成封閉的容器。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模具鋼的制備方法，具體為基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，屬于模具鋼的制備應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是加工制造業(yè)的不斷進(jìn)步，對工模具的加工效率、幾何尺寸精度、穩(wěn)定性及可預(yù)期壽命等方面提出了更高的要求；傳統(tǒng)模具鋼的制造工藝采用鑄鍛法，但由于其組織結(jié)構(gòu)粗大、合金元素偏析顯著，使得鑄鍛模具鋼的材料性能難以進(jìn)一步提高，影響了制造業(yè)的發(fā)展；上世紀(jì)六十年代，國外開展了粉末冶金模具鋼的研究，采用“氣霧化制粉+熱等靜壓(HIP)/熱擠壓+精鍛”工藝路線進(jìn)行粉冶高速鋼的制備。

現(xiàn)有的粉末冶金的模具鋼在進(jìn)行氣霧化制粉時，需要使用惰性氣體，在使用后，粉末與氣體分離，直接排出，可能會造成浪費，惰性氣體的消耗可能較大。因此，針對上述問題提出一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的，一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

（1）原料的清洗以及干燥，將工模具鋼母合金放入清洗設(shè)備中進(jìn)行清洗，清洗時的水壓控制在0.48-0.58MPa之間，去除表面的雜質(zhì)和臟污，清洗后進(jìn)行干燥，干燥的溫度控制在50-90℃之間，然后收集在盛放箱中，等待下一步加工；

（2）原料的稱量配比，將步聚（1）中清洗干燥后的原料按指定比例，進(jìn)行稱量配比，然后將配比后的原料放入一個敞口容器中；

（3）惰性氣體霧化制粉，將步聚（3）中配比后的原料，倒入中頻感應(yīng)熔煉爐中，在爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1550℃～1730℃之間，進(jìn)行熔化、精煉以及脫氣，然后將熔化后的合金液傾倒進(jìn)中間包系統(tǒng)中，進(jìn)入噴氣系統(tǒng)中，在高壓氬氣的作用下，進(jìn)行霧化，在霧化室中吹散成粉，進(jìn)一步通過輸送管送至旋風(fēng)分離器中，進(jìn)行粗粉和細(xì)粉與霧化氣體的分離，金屬粉末收集到容器中；

（4）分離氣體的回收，對步聚（3）中排出的霧化氣體進(jìn)行回收，通過抽氣泵將排出氣體抽入容器中，收集后，通過進(jìn)行濃度測量，通入氬氣，進(jìn)行濃度調(diào)比，直到濃度達(dá)到90%為止，用于下一批次氣體霧化制粉備用；

（5）熱等靜壓，對步聚（4）中收集粉末后的容器進(jìn)行封裝，使其形成密封容器，送入熱等靜壓機內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓，熱等靜壓溫度1080-1140℃，壓力＞85Mpa，時間＞4h，然后隨爐冷卻至常溫；

（6）精鍛，將步聚（5）中加工后的合金進(jìn)行精鍛，完成加工。

優(yōu)選的，所述步聚（1）中在進(jìn)行工模具鋼母合金的清洗過程中，清洗設(shè)備可選用攪拌清洗機，工模具鋼母合金物料放置在攪拌筒中，攪拌筒四周噴水進(jìn)行沖洗，沖洗后的水直接排出，同時清洗后在進(jìn)行烘干之前，需要進(jìn)行瀝水，瀝除大部分的水。

優(yōu)選的，所述步聚（1）中在進(jìn)行在進(jìn)行烘干時，可采用熱風(fēng)機，清洗后的工模具鋼母合金鋪平在干燥臺面上，通過多臺熱風(fēng)機同時吹風(fēng)，干燥時長，控制在8-12min，干燥后需要立即收集，等待下一工序的進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述步聚（1）中工模具鋼母合金各個不同種類之間需要單獨進(jìn)行清洗干燥，避免之間出現(xiàn)混合，清洗干燥加工后，不同種類合金之間需要單獨使用容器進(jìn)行盛裝。

優(yōu)選的，所述步聚（2）中進(jìn)行稱量配比時，工模具鋼母合金通過采用電子吊稱量。

優(yōu)選的，所述步聚（3）中霧化室內(nèi)部的壓強控制在0.04-0.08Mpa之間，同時霧化室在每次使用后，需要進(jìn)行清潔，保持霧化室內(nèi)的潔凈，避免粉末殘留。

優(yōu)選的，所述步聚（3）中進(jìn)行合金液傾倒時，通過起重裝置進(jìn)行起吊，起重裝置可選用電葫蘆吊機，在進(jìn)行傾倒時，人工進(jìn)行控制和輔助。

優(yōu)選的，所述步聚（4）中在進(jìn)行分離氣體的回收時，容器與抽氣泵之間應(yīng)安裝單向閥，同時抽氣泵采用加壓泵，對容器內(nèi)部進(jìn)行加壓，使容器內(nèi)部氣體壓縮。

優(yōu)選的，所述步聚（4）中進(jìn)行濃度調(diào)比時，通過通入氬氣，進(jìn)行再次加壓，進(jìn)行容器內(nèi)部濃度的提升，容器采用鋼材制成，且四周焊接加強筋，進(jìn)行四周的加固。

優(yōu)選的，所述步聚（5）中在進(jìn)行盛裝粉末容器的封裝時，采用無縫焊接進(jìn)行封焊，使其形成封閉的容器。

本發(fā)明的有益效果是：該種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法在進(jìn)行模具鋼的制備時，采用惰性氣體霧化制粉以及熱等靜壓技術(shù)進(jìn)行，同時原料在進(jìn)行熔化精煉之前，通過清洗以及干燥工藝，實現(xiàn)表面雜質(zhì)的清除，提高模具鋼的精度，在進(jìn)行粉末的收集時，可對分離氣體進(jìn)行回收，避免直接排出，造成浪費，收集后，可待下次進(jìn)行重新利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一：

一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

實施例1

（1）原料的清洗以及干燥，將工模具鋼母合金放入清洗設(shè)備中進(jìn)行清洗，清洗時的水壓控制在0.48MPa，去除表面的雜質(zhì)和臟污，清洗后進(jìn)行干燥，干燥的溫度控制在50℃，然后收集在盛放箱中，等待下一步加工；

（2）原料的稱量配比，將步聚（1）中清洗干燥后的原料按指定比例，進(jìn)行稱量配比，然后將配比后的原料放入一個敞口容器中；

（3）惰性氣體霧化制粉，將步聚（3）中配比后的原料，倒入中頻感應(yīng)熔煉爐中，在爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1550℃，進(jìn)行熔化、精煉以及脫氣，然后將熔化后的合金液傾倒進(jìn)中間包系統(tǒng)中，進(jìn)入噴氣系統(tǒng)中，在高壓氬氣的作用下，進(jìn)行霧化，在霧化室中吹散成粉，進(jìn)一步通過輸送管送至旋風(fēng)分離器中，進(jìn)行粗粉和細(xì)粉與霧化氣體的分離，金屬粉末收集到容器中；

（4）分離氣體的回收，對步聚（3）中排出的霧化氣體進(jìn)行回收，通過抽氣泵將排出氣體抽入容器中，收集后，通過進(jìn)行濃度測量，通入氬氣，進(jìn)行濃度調(diào)比，直到濃度達(dá)到90%為止，用于下一批次氣體霧化制粉備用；

（5）熱等靜壓，對步聚（4）中收集粉末后的容器進(jìn)行封裝，使其形成密封容器，送入熱等靜壓機內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓，熱等靜壓溫度1080℃，壓力＞85Mpa，時間＞4h，然后隨爐冷卻至常溫；

（6）精鍛，將步聚（5）中加工后的合金進(jìn)行精鍛，完成加工。

所述步聚（1）中在進(jìn)行工模具鋼母合金的清洗過程中，清洗設(shè)備可選用攪拌清洗機，工模具鋼母合金物料放置在攪拌筒中，攪拌筒四周噴水進(jìn)行沖洗，沖洗后的水直接排出，同時清洗后在進(jìn)行烘干之前，需要進(jìn)行瀝水，瀝除大部分的水。

所述步聚（1）中在進(jìn)行在進(jìn)行烘干時，可采用熱風(fēng)機，清洗后的工模具鋼母合金鋪平在干燥臺面上，通過多臺熱風(fēng)機同時吹風(fēng)，干燥時長，控制在8-12min，干燥后需要立即收集，等待下一工序的進(jìn)行。

所述步聚（1）中工模具鋼母合金各個不同種類之間需要單獨進(jìn)行清洗干燥，避免之間出現(xiàn)混合，清洗干燥加工后，不同種類合金之間需要單獨使用容器進(jìn)行盛裝。

所述步聚（2）中進(jìn)行稱量配比時，工模具鋼母合金通過臺秤或案秤進(jìn)行稱量，稱量時，通過人工手動進(jìn)行搬運，搬運過程中，工作人員需要穿戴工作服以及手套，避免徒手進(jìn)行操作。

所述步聚（3）中霧化室內(nèi)部的壓強控制在0.04-0.08Mpa之間，同時霧化室在每次使用后，需要進(jìn)行清潔，保持霧化室內(nèi)的潔凈，避免粉末殘留。

所述步聚（3）中進(jìn)行合金液傾倒時，通過起重裝置進(jìn)行起吊，起重裝置可選用電葫蘆吊機，在進(jìn)行傾倒時，人工進(jìn)行控制和輔助。

所述步聚（4）中在進(jìn)行分離氣體的回收時，容器與抽氣泵之間應(yīng)安裝單向閥，同時抽氣泵采用加壓泵，對容器內(nèi)部進(jìn)行加壓，使容器內(nèi)部氣體壓縮。

所述步聚（4）中進(jìn)行濃度調(diào)比時，通過通入氬氣，進(jìn)行再次加壓，進(jìn)行容器內(nèi)部濃度的提升，容器采用鋼材制成，且四周焊接加強筋，進(jìn)行四周的加固。

所述步聚（5）中在進(jìn)行盛裝粉末容器的封裝時，采用無縫焊接進(jìn)行封焊，使其形成封閉的容器。

上述方法在進(jìn)行制備時，加工速度較慢，效率偏低，尤其清洗和干燥時，但對設(shè)備要求低，可采用低功率設(shè)置進(jìn)行加工。

實施例二：

一種基于粉末冶金的模具鋼的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

（1）原料的清洗以及干燥，將工模具鋼母合金放入清洗設(shè)備中進(jìn)行清洗，清洗時的水壓控制在0.58MPa，去除表面的雜質(zhì)和臟污，清洗后進(jìn)行干燥，干燥的溫度控制在90℃，然后收集在盛放箱中，等待下一步加工；

（2）原料的稱量配比，將步聚（1）中清洗干燥后的原料按指定比例，進(jìn)行稱量配比，然后將配比后的原料放入一個敞口容器中；

（3）惰性氣體霧化制粉，將步聚（3）中配比后的原料，倒入中頻感應(yīng)熔煉爐中，在爐中進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在1730℃，進(jìn)行熔化、精煉以及脫氣，然后將熔化后的合金液傾倒進(jìn)中間包系統(tǒng)中，進(jìn)入噴氣系統(tǒng)中，在高壓氬氣的作用下，進(jìn)行霧化，在霧化室中吹散成粉，進(jìn)一步通過輸送管送至旋風(fēng)分離器中，進(jìn)行粗粉和細(xì)粉與霧化氣體的分離，金屬粉末收集到容器中；

（4）分離氣體的回收，對步聚（3）中排出的霧化氣體進(jìn)行回收，通過抽氣泵將排出氣體抽入容器中，收集后，通過進(jìn)行濃度測量，通入氬氣，進(jìn)行濃度調(diào)比，直到濃度達(dá)到90%為止，用于下一批次氣體霧化制粉備用；

（5）熱等靜壓，對步聚（4）中收集粉末后的容器進(jìn)行封裝，使其形成密封容器，送入熱等靜壓機內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓，熱等靜壓溫度1140℃，壓力＞85Mpa，時間＞4h，然后隨爐冷卻至常溫；

（6）精鍛，將步聚（5）中加工后的合金進(jìn)行精鍛，完成加工。

所述步聚（1）中在進(jìn)行工模具鋼母合金的清洗過程中，清洗設(shè)備可選用攪拌清洗機，工模具鋼母合金物料放置在攪拌筒中，攪拌筒四周噴水進(jìn)行沖洗，沖洗后的水直接排出，同時清洗后在進(jìn)行烘干之前，需要進(jìn)行瀝水，瀝除大部分的水。

所述步聚（1）中在進(jìn)行在進(jìn)行烘干時，可采用熱風(fēng)機，清洗后的工模具鋼母合金鋪平在干燥臺面上，通過多臺熱風(fēng)機同時吹風(fēng)，干燥時長，控制在8-12min，干燥后需要立即收集，等待下一工序的進(jìn)行。

所述步聚（1）中工模具鋼母合金各個不同種類之間需要單獨進(jìn)行清洗干燥，避免之間出現(xiàn)混合，清洗干燥加工后，不同種類合金之間需要單獨使用容器進(jìn)行盛裝。

所述步聚（2）中進(jìn)行稱量配比時，工模具鋼母合金通過采用電子吊稱量。

所述步聚（3）中霧化室內(nèi)部的壓強控制在0.04-0.08Mpa之間，同時霧化室在每次使用后，需要進(jìn)行清潔，保持霧化室內(nèi)的潔凈，避免粉末殘留。

所述步聚（3）中進(jìn)行合金液傾倒時，通過起重裝置進(jìn)行起吊，起重裝置可選用電葫蘆吊機，在進(jìn)行傾倒時，人工進(jìn)行控制和輔助。

所述步聚（4）中在進(jìn)行分離氣體的回收時，容器與抽氣泵之間應(yīng)安裝單向閥，同時抽氣泵采用加壓泵，對容器內(nèi)部進(jìn)行加壓，使容器內(nèi)部氣體壓縮。

所述步聚（4）中進(jìn)行濃度調(diào)比時，通過通入氬氣，進(jìn)行再次加壓，進(jìn)行容器內(nèi)部濃度的提升，容器采用鋼材制成，且四周焊接加強筋，進(jìn)行四周的加固。

所述步聚（5）中在進(jìn)行盛裝粉末容器的封裝時，采用無縫焊接進(jìn)行封焊，使其形成封閉的容器。

上述方法在進(jìn)行制備時，加工速度快，效率高，尤其清洗和干燥時，節(jié)約了加工時間。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

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