專利名稱：刀具復(fù)合澆鑄鋼錠及復(fù)合鋼材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合澆鑄鋼錠及復(fù)合鋼材的制備方法，具體地說涉及一種用于刀具的復(fù)合澆鑄鋼錠及復(fù)合鋼材的制備方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合鋼材是用于刀剪行業(yè)的一種基本的原材料。目前，國內(nèi)外制造復(fù)合鋼材有二種生產(chǎn)方法，其一是爆炸成型法，其二是軋制復(fù)合法.這二種方法其特點爆炸成型主要用于軍工，國家重大工程項目，成本極高，不適用于民用和一般的工業(yè)產(chǎn)品；軋制復(fù)合的主要問題是壓縮比小，粘合不穩(wěn)定，成材率不理想，成本也偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題公開一種刀具復(fù)合澆鑄鋼錠及復(fù)合鋼材的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的粘合不穩(wěn)定，成材率偏低，成本較高的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是這樣的利用復(fù)合鑄造技術(shù)將二種以上性能差異較大的材料鑄造成復(fù)合鋼錠，再經(jīng)多次熱加工和冷加工，在高溫及大的壓縮比認向軋制下，將其完全粘合，制成各種復(fù)合形式的熱軋和冷軋的復(fù)合鋼材。復(fù)合后的鋼材既能夠保持高碳刃口鋼的鋒利和堅硬，又能夠體現(xiàn)本體低碳鋼的可磨性，能夠較好解決了刀剪產(chǎn)品使用后不能保持鋒利的缺陷。
本發(fā)明的方法包括如下步驟
(1)將刃口鋼制成的鋼芯預(yù)熱至300～500℃，用定位裝置將鋼芯置于鋼模中，定位；(2)將熔融的本體鋼水注入鋼模，使其與鋼芯復(fù)合，并在液態(tài)鋼水與鋼芯表面形成0.5～2mm融合界面，澆注溫度為1500～1600℃；在本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案中，進行緩冷處理；(3)將步驟(2)所獲得的復(fù)合鋼錠在1100～1200℃的高溫和較大得壓下量下，進行認向性反復(fù)軋制，用一次加熱或二次加熱制成扁鋼或帶鋼等材料，截面的壓縮比為60～200，終軋溫度一般控制在850℃以上，在這樣大的壓縮比和高溫下，足夠使二種在澆鑄時已形成的融合面的金屬材料，進一步粘合在一起，組成牢固的結(jié)合界面，使二種材料互合為一體。二種性能差異較大的金屬在界面上的分子相互滲透、擴散，形成穩(wěn)定的過渡層。特別是C原子從高碳層向低碳層自發(fā)擴散，尤為明顯。其熱加工后的成品，過度層一般為0.2～0.3mm。
按照本發(fā)明，澆注獲得的復(fù)合鋼錠最好進行保溫、緩慢冷卻處理。降溫速度每小時不低于40～70℃，以防止鋼水冷卻不均勻而收縮，造成缺陷。
另外，軋制成品根據(jù)不同鋼種還需退火處理或球化，進行消除應(yīng)力和消網(wǎng)處理，改善其組織狀態(tài)，提高其材料的綜合性能。
所述及的刃口鋼包括65Mn、T8、TIO、T12、GCr15、CrWMn、6CrW2Si、8CrW2V、6Cr13MoV、8Cr13Mo等中的一種；所述及的本體鋼包括Q195-Q235、1Cr18Ni9、0-1Cr17或1-2Cr13中的一種。
采用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合鋼材，可適用于各種批量生產(chǎn)，容易形成大批量生產(chǎn)，周期短，充分體現(xiàn)其工藝上的優(yōu)越性，生產(chǎn)工藝簡單，粘合重量穩(wěn)定，成材率較高，成本較低，經(jīng)濟效益顯著。如普碳復(fù)合鋼的菜刀，平均每把的材料費只有2.5～3.2元；不銹復(fù)合鋼菜刀，平均每把的材料費只有9.5～10元，其材料費只占總成本的30～50％。復(fù)合鋼材的復(fù)合形式和復(fù)合部位，復(fù)合的各種材料，適用范圍較大，如普碳和合金工具鋼，碳素工具鋼的復(fù)合，低碳鐵素體、馬氏體、奧氏體不銹鋼和高碳馬氏體不銹鋼的復(fù)合，此方法生產(chǎn)復(fù)合鋼材可根據(jù)用戶要求，進行鋼芯合復(fù)合部位設(shè)計，材料使用合格率可達到90％以上，尤其是冷軋復(fù)合帶鋼，成卷供應(yīng)，每卷可達650KG，使用成材率高，可直接在沖床上制成各種刀坯，經(jīng)熱處理后，就可制成刀具，無需煅打成型，減少工序，節(jié)約成本，材料使用合格率可達到95％以上，同時適用于生產(chǎn)一些工業(yè)零部件的特殊要求如表面要耐磨的扁鋼(導(dǎo)軌等)，表面要硬，里面要軟，或外面軟，里面硬有剛性的圓鋼。
具體實施例方式
實施例1(1)將牌號為65Mn的材料制成符合設(shè)計要求的鋼芯，并進行表面處理，預(yù)熱到400～500℃，用定位裝置將其置于鋼模中定位；(2)將熔融的Q235材料鑄入鋼模，使其與鋼芯65Mn復(fù)合，并在液態(tài)鋼水與鋼芯表面形成1mm融合界面，澆鑄溫度為1550℃，鎮(zhèn)靜、澆鑄時間(一爐20T鋼水)10-20分鐘，澆鑄補縮完成后，應(yīng)立即將保溫罩蓋上，進行保溫和緩冷處理，冷至500℃以下，可以揭蓋脫模；
(3)將步驟(2)所獲得的復(fù)合鋼錠在加熱爐內(nèi)加熱4～5小時，爐子溫1250℃，鋼溫1150℃，鋼錠在軋機上進行認向軋制，制成各種規(guī)格的鋼坯。軋制完成后，進行緩冷處理；(4)鋼坯切頭，切尾和表面精整后，進行第二次加熱，軋制帶鋼，二次加熱開坯、軋制后截面的壓縮比為180，過渡層為0.25～0.3mm。
(5)復(fù)合熱軋帶鋼經(jīng)剝殼、酸洗、冷軋一道后，進行光亮退火(消除加工硬化，防止表面脫碳)，退火后再進行冷軋、切邊、至所需的規(guī)格，獲得本發(fā)明的復(fù)合冷軋帶鋼。
權(quán)利要求
1.一種刀具復(fù)合澆鑄鋼錠及復(fù)合鋼材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將刃口鋼制成的鋼芯置于鋼模中；(2)將熔融的本體鋼水注入鋼模，使其與鋼芯復(fù)合，并在液態(tài)鋼水與鋼芯表面形成0.5～2mm融合界面；(3)將步驟(2)所獲得的復(fù)合鋼錠1100～1200℃的高溫和大的壓縮比下進行軋制，軋成鋼材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將刃口鋼制成的鋼芯置于鋼模中預(yù)熱至300～500℃后進行澆鑄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，鋼芯通過定位裝置定位于鋼模中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，復(fù)合鋼錠澆鑄后，進行緩冷處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的軋制為認向軋制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的方法，其特征在于，截面的壓縮比為60～200。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將熔融的本體鋼水注入鋼模，使其與鋼芯形成溶融的復(fù)合層，并使復(fù)合鋼錠緩慢冷卻至400℃以下脫模。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，軋制后二種金屬溶合過渡層為0.2～0.3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，軋制成品進行消除應(yīng)力退火處理或球化消網(wǎng)處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述及的刃口鋼包括65Mn、T8、T10、T12、GCr15、CrWMn、6CrW2Si、8CrW2V、6Cr13MoV、8Cr13Mo中的一種；所述及的本體鋼包括Q195-Q235、1Cr18Ni9、0-1Cr17或1-2Cr13中的一種。
全文摘要
一種刀具復(fù)合鋼材的制備方法。包括如下步驟(1)將刃口鋼制成的鋼芯預(yù)熱后置于鋼模內(nèi)定位，將熔融的本體鋼注入鋼模，使其與鋼芯復(fù)合，(3)將步驟(2)所獲得的復(fù)合鋼錠在二次高溫和高壓下軋制，制成型材，截面的壓縮比為60～200，使二種已形成的融合面的金屬材料，進一步粘合在一起，組成牢固的結(jié)合界面，使二種材料互合為一體。采用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合鋼材，可適用于各種批量生產(chǎn)，尤其大批量生產(chǎn)，周期短，充分體現(xiàn)其工藝上的優(yōu)越性，生產(chǎn)工藝簡單，成材率較高，成本較低，經(jīng)濟效益顯著。復(fù)合的各種材料，適用范圍較大，材料使用合格率可達到90％左右。目前，采用復(fù)合澆鑄復(fù)合鋼錠及加工的成材已形成年產(chǎn)銷售1000T以上的各類復(fù)合鋼材的能力。
文檔編號B22D7/02GK1511662SQ0216069
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者范廣益 申請人:上海泛屹復(fù)合鋼有限公司