[其他]高速工具鋼及其熱處理工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000004791
• 申請(qǐng)日: 1985-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN85104791B
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉躍亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北省冶金研究所
• 代理公司: 河北省專利事務(wù)所
• 代理人: 張二群

本發(fā)明公開了一種高速工具鋼，特別是一種加入Ａｌ、Ｎ的鎢鉬高速工具鋼及其熱處理工藝。其特征化學(xué)成分重量百分比：Ｃ０．７～１．５％，Ｓｉ０．２～１．０％，Ｍｎ０．１～０．４％，Ｃｒ２～６％，Ｗ１～２０％，Ｍｏ１～１２％，Ｖ０．８～４％，Ａｌ０．５～１．５％，Ｎ０．０１～０．１０％，其余為Ｆｅ和不純物質(zhì)；也可加入Ｔｉ０．０１～０．５％，ＲＥ０．００５～０．６％，或加入其中之一，熱處理后具有良好的綜合性能。適用于制造刃具、模具等。

本發(fā)明涉及一種高速工具鋼，特別是一種加入Al、N的具有較好綜合性能的鎢鉬高速工具鋼及其熱處理工藝。

在本發(fā)明做出之前，日本特許廳特許出愿公開昭57-82465記載了含有Al、N的高速工具鋼，化學(xué)成分重量百分比0.6～3.0%，Si0.1～2.0%，Mn1.0%以下，Cr2～10%，W0.1～20%，Mo0.1～12%，V2.4～6%，Co0.1～20%，Ni1.0%以下，Al0.1～0.5%，N0.02～0.15%，并滿足〔Al〕×〔N〕≥8×10^-3，其余為Fe及不純物。然而上述的高速工具鋼，含有我國(guó)稀缺Co、Ni貴重金屬元素，V含量也高，因此，成本高;同時(shí)，韌性較差，不能用來(lái)做模具;再則，熱處理淬火區(qū)間較窄，熱處理工藝性較差。

本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種新型高速工具鋼，不但能省去我國(guó)稀缺貴重金屬Co、Ni，降低成本，而且淬火溫度范圍寬、熱處理工藝性好，具有較高的紅硬性、耐磨耗性和韌性，好的熱扭轉(zhuǎn)性能等;擴(kuò)大高速工具鋼的使用范圍。

本發(fā)明是以如下方式實(shí)現(xiàn)的。要求化學(xué)成分重量百分比：

C0.7～1.5%，Si0.2～1.0%，Mn0.1～0.4%，Cr2～6%，W1～20%，Mo1～12%，V0.8～4%，Al0.5～1.5%，N0.01～0.10%，其余為Fe和不純物質(zhì)。

也可在上述化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加入Ti0.01～0.5%，RE0.005～0.6%或加入其中之一。以提高其韌性等綜合性能。

化學(xué)成分的限定理由是：

C：C的加入量要與W、Mo、V的含量相匹配，一般遵循“平衡碳”公式匹配，C是高速工具鋼硬度、紅硬性、抗彎強(qiáng)度、韌性、熱塑性等性能的主要影響元素，其含量不足0.7%時(shí)高速工具鋼得不到必要的硬度，但超過(guò)的1.5%時(shí)高速工具鋼顯著變脆，韌性降低，所以碳含量限定為0.7～1.5%。

Si：Si主要作為脫氧劑加入，其含量對(duì)高速工具鋼的碳化物形態(tài)有影響，若超過(guò)0.5%時(shí)則促使其棒狀碳化物M₂C分解生成M₆C+MC的微細(xì)碳化物，有利于強(qiáng)化基體，提高屈服點(diǎn)、提高疲勞強(qiáng)度，在高溫下阻止表面氧化。但如果加入量過(guò)大，會(huì)使熱傳導(dǎo)性下降，韌性降低，縮短工具使用壽命，所以Si含量限定為0.2～1.0%。

Mn：Mn與Si一樣，也是作為脫氧劑添加的，它有助于提高鋼的淬火性能和熱塑性。但加入量過(guò)大會(huì)由于錳化物的析出使韌性和回火軟化阻抗性能下降，并且使鋼切削性能惡化，所以Mn的含量限定為0.1～0.4%。

Cr：Cr對(duì)高速鋼的性能影響是非常復(fù)雜的，它可提高鋼的淬透性，提高馬氏體的回火穩(wěn)定性，阻礙碳化物的析出及聚集長(zhǎng)大，提高鋼的淬火硬度，使晶粒細(xì)小，有利于二次硬化和提高紅硬性。但其含量超過(guò)10%，則耐熱性顯著變壞，韌性下降，所以Cr含量限定為2～6%。

W、Mo：W和Mo都是強(qiáng)化碳化物元素。W和Mo在高速工具鋼中的作用是可以互相代替的，在高速工具鋼中每1%的Mo相當(dāng)于2%W的作用，W、Mo元素與C元素匹配加入，隨著其含量的增多，碳化物相應(yīng)增多，并且一部分固溶于基體中強(qiáng)化了基體有助于提高鋼的耐磨耗性及硬度、提高抗回火軟化性等，為了確保作為各種工具使用時(shí)的必要硬度和切削耐久性，選擇W當(dāng)量2Mo+W在1.5～30%較為合適，W當(dāng)量低于1.5%時(shí)淬火性能和高溫硬度等不足，超過(guò)30%時(shí)，則碳化物增加太大，且粒度大大增加，鍛造性能、韌性急劇變壞，所以W含量限定為1～20%，Mo含量限定為1～12%。添加稀土元素，可使高W、Mo含量的高速工具鋼熱塑性顯著提高，這是稀土元素使鑄態(tài)組織得到改善的結(jié)果。