[發明專利]熱加工性優異的高速工具鋼原料的制造方法

有效

• 申請號: 201310060677.X
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103305658A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 福元志保;福丸大志郎
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C21C7/076
• 分類號: C21C7/076;C22C38/24;C22C38/30
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及在各種切削工具、切斷工具、模具等中使用的熱加工性優異的高速工具鋼原料的制造方法。

背景技術

目前，已知高速工具鋼中添加的Ca具有增加組織中MC型碳化物的絕對量且使其微細的效果。而且，相對于添加有Ca的高速工具鋼，降低S、進而降低N的高速工具鋼中上述Ca帶來的效果升高，其結果制成產品時的破片、碎裂的抑制效果優異，對壽命的延長有效(專利文獻1)。而且，高速工具鋼中添加的Ca也作為使凝固組織微細化的元素發揮作用，提高熱加工性(專利文獻2)。

通常，對于由高速工具鋼形成的上述產品而言，對調整為規定成分組成的鋼液進行鑄造作為鋼塊、鋼片等的原料，或者將鑄造該鋼液而得到的粉末燒結作為原料，對其進行熱加工，然后經過各種加工和熱處理而精加工成最終的形狀和特性。上述添加有Ca的高速工具鋼原料的情況下，其鑄造前的鋼液的成分組成用真空感應爐進行調整(專利文獻1、2)。另外，為了降低S量，使用通過澆包進行的熔渣精煉(專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭64-008252號公報

專利文獻2：日本特開平11-006042號公報

專利文獻3：日本特開平04-111962號公報

發明內容

發明要解決的問題

專利文獻1~3的高速工具鋼的成分組成可以通過真空熔化進行調整。然而，要將原料的S量降低至極微量的情況下，必然需要準備S量低的高級原料，導致制造成本增大。另外，Ca是沸點較低(蒸氣壓高)的元素。因而，如果在鋼液量多的實際操作中使用真空熔化來進行成分調整，則需要在具有沸騰作用的真空下添加Ca，存在添加到鋼液中的Ca量不穩定的問題。另外，以脫硫為目的的熔渣精煉中，如果想要在脫硫的同時添加Ca，則添加到鋼液中的Ca與S結合而形成硫化物，結果即使鑄造后的原料含有規定量的Ca，Ca單體表現出的上述效果也減弱。

本發明的課題在于，提供一種在例如具有專利文獻1~3等的成分組成的高速工具鋼原料的制造方法中，通過可以將該原料中的S、N降低至低含量、可以添加目的量的Ca從而可以穩定地維持優異的熱加工性的高速工具鋼原料的制造方法。

用于解決問題的方案

本發明人對具有專利文獻1~3等的成分組成的高速工具鋼原料的制造方法研究了熔化工序中的脫硫、脫氮以及Ca添加的時機的最優化。其結果發現，通過形成在例如真空精煉等后工序中適用可以有效地去除鋼液中的S的熔渣精煉而充分降低S、N后，向鋼液中添加Ca的順序，在1次熔化量多的實際操作中也可以添加目的量的Ca，而且鑄造后的原料可以制造Ca的硫化物形成受到抑制的高速工具鋼原料，從而完成了本發明。

即，本發明提供一種熱加工性優異的高速工具鋼原料的制造方法，其特征在于，包括：

第一工序，準備具有高速工具鋼的成分組成的鋼液；

第二工序，對前述準備的鋼液進行熔渣精煉，從而使鋼液中的S降低至0.004質量%以下；

第三工序，向前述熔渣精煉后的鋼液中添加Ca，將鋼液中的Ca調整至0.005~0.015質量%；和

第四工序，對前述添加有Ca的鋼液進行鑄造。

第一工序中準備的鋼液優選為以下的高速工具鋼的成分組成，按質量%計含有：

C：0.5~2.2%、

Cr：3.0~7.0%、

W和Mo的1種或2種的(W+2Mo)：5.0~30.0%、

V：0.6~5.0%。

另外，第一工序中準備的鋼液優選為真空精煉后的鋼液。或者進而優選第三工序中向鋼液中添加Ca的步驟如下進行：貫通覆蓋熔渣精煉結束后的鋼液的上表面的熔渣，向鋼液的深部投入Ca源。此時，所投入的Ca源優選為CaSi合金。在第四工序中進行鑄造之前的鋼液優選是N降低至0.01質量%以下的鋼液。

而且，所得到的高速工具鋼原料優選按質量%計由以下成分構成：

C：0.5~2.2%、

Si：0.1~1.0%、

Mn：0.1~1.0%、

S：0.004%以下、

Cr：3.0~7.0%、

W和Mo的1種或2種的(W+2Mo)：5.0~30.0%、

V：0.6~5.0%、

Al：0.3%以下(包含0%)、

Ca：0.005~0.015%、