一种高韧性高红硬性高速工具钢的制作方法

日期:2019-07-16 03:03:19

一种高韧性高红硬性高速工具钢的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高韧性高红硬性高速工具钢,其特征在于按重量百分比计该工具钢成份为:C1.2-1.5%,Si0.2-0.6%,Cr4.5-5.5%,Mo3.5-4.0%,V0.8-1.5%,W1.5-4.5%,Mn0.2-0.8%,Zr0.08-1.0%,Al0.1-0.7%,Re0.15-1.5%,N0.02-0.1,S<0.015,P<0.03,余量为Fe和微量杂质元素。本发明的高韧性高红硬性高速工具钢,红硬性和韧性达到M42指标,且不含贵元素Co,成本和M2高速钢接近,但性能要优于M2,可替代M2、M42用于制作高精度刀具和模具。
【专利说明】一种高韧性高红硬性高速工具钢
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工具钢,尤其是一种高韧性高红硬性高速工具钢。
【背景技术】 [0002]闻速工具钢是闻碳闻合金钢,具有很闻的性能,在热处理之后其硬度可闻达63~70HRc,是特殊钢中硬度最高的钢种。该钢种不仅硬度很高,并有良好的耐热性、耐磨性和韧性等性能,因此成为重要的刀具材料。高速钢刀具的销售额约占全部刀具销售总额的45%左右,对制造业的发展起着重要的作用。除了用做刀具之外,高速钢还被用于制造高档模具、高温轴承、轧辊等,一些对于硬度要求很高、特别耐磨的机械零件也非高速钢莫属,例如柴油机油泵油嘴偶件中的针阀、空调机中的模块等。在特殊钢领域中,高速钢占有独特的地位。高速钢的主要合金元素有钨、钥、铬、钴和钒等,其中的钨、钥、钴和钒在地球上的储量有限,都属于贵重稀缺元素,因此高速钢的成本比较高。
[0003]高速钢属于高碳高合金莱氏体钢,高的碳化物含量是构成高速工具钢特性的基础。钢中碳化物类型、数量、形态、尺寸大小及分布状况等,决定高速工具钢的使用性能和工艺性能。钢中大量碳化物,给钢的冶、锻扎、热处理等加工带来较多的困难。必须采取多种工艺来改善其工艺性能。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种生产成本低、成材率的高韧性高红硬性高速工具钢。
[0005]本发明的高韧性高红硬性高速工具钢,其化学成份按重量百分比计为:C 1.2-1.4%, Si 0.2-0.6%, Cr 4.5-5.5%, Mo 3.5-4.0%, V 0.8-1.5%, W 1.5-4.5%, Mn
0.2-0.8%, Zr 0.08-1.0%, Al 0.1-0.7%, N 0.02-0.1, Re 0.15-1.5%, S < 0.015, P < 0.03,
余量为Fe和微量杂质元素。
[0006]所述Re的组份按重量百分比计为:Y 50-99.9%、La 0-50%、Ce 0-50%、Gd
0-50%,通过稀土加入可以改善高速工具钢莱氏体组织的结构和形态,改善热加工性能和成材率。
[0007]本发明的高韧性高红硬性高速工具钢,采用通常高速工具钢常规生产工艺生产,即通过:中频+炉外精炼+电禮:重溶一电禮:淀一快锻、精锻一方还或棒还一轧机成材一退火—精整一生产各种规格的锻扎材。
[0008]本发明的高韧性高红硬性高速工具钢具有以下优点:
1、从成本上看,相对于M2高速钢减少了贵合金元素Mo、W、V的加入量,相对于M42没有添加贵金属元素Co,能大幅度降低生产成本。
[0009]2、把钇基稀土作为主要微合金化元素进行添加,其主要目的在于改变莱氏体组织结构和形态,改善热加工性能和成材率,本发明中C含量设定在1.2-1.4%高于M2和M42,能保证有足够多的碳化物数量,通过稀土的作用,不会影响其加工性能和降低成材率,此外添加钇基稀土还有增强抗氧化能力,减缓高速工具钢刀具在工作过程中的氧化和脱碳造成的失效,提高高速工具钢的红硬性;本技术方案中稀土的用途区别于CN1557985A中“通过添加Y、Ce细化晶粒、减少了钢液中的O、S有害元素与改善夹杂物形态及凝固组织”,以及CN102242316A中所述“H13钢中加入稀土元素钇的主要目的是起脱氧、脱硫和改善凝固组织的作用”。
[0010]3、添加Al和N主要目的为,Al在钢中以ALN形式存在时,由于其熔点高、质点细小弥散,能细化晶粒;其次ALN的存在还可以抑制高温下晶粒长大,改善钢的热塑性,提高钢的锻轧性能;最后,Al的加入有利于后续氮化处理工艺。
[0011]4、添加Zr能抑制As、Pb、Sn等低熔点金属元素的有害作用,这些元素在现有精炼手段下很难得到有效的清除;加入Zr后能和杂质元素形成熔点大于2000°C高熔点化合物ZrxPby, Zr5Sn3等,可以提高高速工具钢的红硬性。
【具体实施方式】
[0012]本发明实施例高速工具钢成分表1 (余量为Fe和微量杂质元素未特别标明),其制造工艺为:中频+炉外精炼+电禮:重溶一电禮:淀一快锻、精锻一方还或棒还一轧机成材一退火一精整一生产各种规格的锻扎材。
[0013]表1高速工具钢成分表
【权利要求】
1.一种高韧性高红硬性高速工具钢,其特征在于:其化学成份按重量百分比计为:C 1.2-1.4%, Si 0.2-0.6%, Cr 4.5-5.5%, Mo 3.5-4.0%, V 0.8-1.5%, W 1.5-4.5%, Mn.0.2-0.8%, Zr 0.08-1.0%, Al 0.1-0.7%, N 0.02-0.1, Re 0.15-1.5%, S < 0.015, P < 0.03,余量为Fe和微量杂质元素。
2.如权利要求1所述的高韧性高红硬性高速工具钢,其特征在于:所述Re的组份按重量百分比计为:Y 50-99.9% ,La 0-50%、Ce 0-50%、Gd 0-50% ?
【文档编号】C22C38/28GK103556062SQ201310575709
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】朱福生, 杨清, 廖志军, 杨宇鹏 申请人:龙南龙钇重稀土科技股份有限公司


购买说明
       资料可在线传送,如需邮寄光盘(即将电子文档刻录到光盘里),邮费另计。
       我们也可以为您提供个性化定制,欢迎咨询,客服微信/QQ: 690542
       X专利信息网竭诚为您服务!

相关文章 您可能喜欢 最新发布 热门文章 随机文章 相关发布