一種高韌性高紅硬性高速工具鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高韌性高紅硬性高速工具鋼，其特征在于按重量百分比計(jì)該工具鋼成份為：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，余量為Fe和微量雜質(zhì)元素。本發(fā)明的高韌性高紅硬性高速工具鋼，紅硬性和韌性達(dá)到M42指標(biāo)，且不含貴元素Co，成本和M2高速鋼接近，但性能要優(yōu)于M2，可替代M2、M42用于制作高精度刀具和模具。
【專利說明】一種高韌性高紅硬性高速工具鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工具鋼，尤其是一種高韌性高紅硬性高速工具鋼。
【背景技術(shù)】 [0002]聞速工具鋼是聞碳聞合金鋼，具有很聞的性能，在熱處理之后其硬度可聞達(dá)63~70HRc，是特殊鋼中硬度最高的鋼種。該鋼種不僅硬度很高，并有良好的耐熱性、耐磨性和韌性等性能，因此成為重要的刀具材料。高速鋼刀具的銷售額約占全部刀具銷售總額的45%左右，對(duì)制造業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。除了用做刀具之外，高速鋼還被用于制造高檔模具、高溫軸承、軋輥等，一些對(duì)于硬度要求很高、特別耐磨的機(jī)械零件也非高速鋼莫屬，例如柴油機(jī)油泵油嘴偶件中的針閥、空調(diào)機(jī)中的模塊等。在特殊鋼領(lǐng)域中，高速鋼占有獨(dú)特的地位。高速鋼的主要合金元素有鎢、鑰、鉻、鈷和釩等，其中的鎢、鑰、鈷和釩在地球上的儲(chǔ)量有限，都屬于貴重稀缺元素，因此高速鋼的成本比較高。
[0003]高速鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，高的碳化物含量是構(gòu)成高速工具鋼特性的基礎(chǔ)。鋼中碳化物類型、數(shù)量、形態(tài)、尺寸大小及分布狀況等，決定高速工具鋼的使用性能和工藝性能。鋼中大量碳化物，給鋼的冶、鍛扎、熱處理等加工帶來較多的困難。必須采取多種工藝來改善其工藝性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)成本低、成材率的高韌性高紅硬性高速工具鋼。
[0005]本發(fā)明的高韌性高紅硬性高速工具鋼，其化學(xué)成份按重量百分比計(jì)為: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，
余量為Fe和微量雜質(zhì)元素。
[0006]所述Re的組份按重量百分比計(jì)為:Y 50-99.9%、La 0-50%、Ce 0-50%、Gd
0-50%，通過稀土加入可以改善高速工具鋼萊氏體組織的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，改善熱加工性能和成材率。
[0007]本發(fā)明的高韌性高紅硬性高速工具鋼，采用通常高速工具鋼常規(guī)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，即通過:中頻+爐外精煉+電禮:重溶一電禮:淀一快鍛、精鍛一方還或棒還一軋機(jī)成材一退火—精整一生產(chǎn)各種規(guī)格的鍛扎材。
[0008]本發(fā)明的高韌性高紅硬性高速工具鋼具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、從成本上看，相對(duì)于M2高速鋼減少了貴合金元素Mo、W、V的加入量，相對(duì)于M42沒有添加貴金屬元素Co，能大幅度降低生產(chǎn)成本。
[0009]2、把釔基稀土作為主要微合金化元素進(jìn)行添加，其主要目的在于改變?nèi)R氏體組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)，改善熱加工性能和成材率，本發(fā)明中C含量設(shè)定在1.2-1.4%高于M2和M42，能保證有足夠多的碳化物數(shù)量，通過稀土的作用，不會(huì)影響其加工性能和降低成材率，此外添加釔基稀土還有增強(qiáng)抗氧化能力，減緩高速工具鋼刀具在工作過程中的氧化和脫碳造成的失效，提高高速工具鋼的紅硬性；本技術(shù)方案中稀土的用途區(qū)別于CN1557985A中“通過添加Y、Ce細(xì)化晶粒、減少了鋼液中的O、S有害元素與改善夾雜物形態(tài)及凝固組織”，以及CN102242316A中所述“H13鋼中加入稀土元素釔的主要目的是起脫氧、脫硫和改善凝固組織的作用”。
[0010]3、添加Al和N主要目的為，Al在鋼中以ALN形式存在時(shí)，由于其熔點(diǎn)高、質(zhì)點(diǎn)細(xì)小彌散，能細(xì)化晶粒；其次ALN的存在還可以抑制高溫下晶粒長(zhǎng)大，改善鋼的熱塑性，提高鋼的鍛軋性能；最后，Al的加入有利于后續(xù)氮化處理工藝。
[0011]4、添加Zr能抑制As、Pb、Sn等低熔點(diǎn)金屬元素的有害作用，這些元素在現(xiàn)有精煉手段下很難得到有效的清除；加入Zr后能和雜質(zhì)元素形成熔點(diǎn)大于2000°C高熔點(diǎn)化合物ZrxPby, Zr5Sn3等，可以提高高速工具鋼的紅硬性。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明實(shí)施例高速工具鋼成分表1 (余量為Fe和微量雜質(zhì)元素未特別標(biāo)明)，其制造工藝為:中頻+爐外精煉+電禮:重溶一電禮:淀一快鍛、精鍛一方還或棒還一軋機(jī)成材一退火一精整一生產(chǎn)各種規(guī)格的鍛扎材。
[0013]表1高速工具鋼成分表
【權(quán)利要求】
1.一種高韌性高紅硬性高速工具鋼，其特征在于:其化學(xué)成份按重量百分比計(jì)為: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，余量為Fe和微量雜質(zhì)元素。
2.如權(quán)利要求1所述的高韌性高紅硬性高速工具鋼，其特征在于:所述Re的組份按重量百分比計(jì)為:Y 50-99.9% ,La 0-50%、Ce 0-50%、Gd 0-50% ?
【文檔編號(hào)】C22C38/28GK103556062SQ201310575709
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】朱福生, 楊清, 廖志軍, 楊宇鵬 申請(qǐng)人:龍南龍釔重稀土科技股份有限公司