[發明專利]一種高韌性高紅硬性高速工具鋼

無效

• 申請號: 201310575709.X
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103556062A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 朱福生;楊清;廖志軍;楊宇鵬
• 申請（專利權）人: 龍南龍釔重稀土科技股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種工具鋼，尤其是一種高韌性高紅硬性高速工具鋼。?

背景技術

高速工具鋼是高碳高合金鋼，具有很高的性能，在熱處理之后其硬度可高達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，對制造業的發展起著重要的作用。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，一些對于硬度要求很高、特別耐磨的機械零件也非高速鋼莫屬，例如柴油機油泵油嘴偶件中的針閥、空調機中的模塊等。在特殊鋼領域中，高速鋼占有獨特的地位。高速鋼的主要合金元素有鎢、鉬、鉻、鈷和釩等，其中的鎢、鉬、鈷和釩在地球上的儲量有限，都屬于貴重稀缺元素，因此高速鋼的成本比較高。?

高速鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，高的碳化物含量是構成高速工具鋼特性的基礎。鋼中碳化物類型、數量、形態、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。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產成本低、成材率的高韌性高紅硬性高速工具鋼。?

本發明的高韌性高紅硬性高速工具鋼，其化學成份按重量百分比計為：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和微量雜質元素。?

所述Re的組份按重量百分比計為:?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構和形態，改善熱加工性能和成材率。?

本發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生產工藝生產，即通過：中頻+爐外精煉+電渣重熔→電渣錠→快鍛、精鍛→方坯或棒坯→軋機成材→退火→精整→生產各種規格的鍛扎材。?

本發明的高韌性高紅硬性高速工具鋼具有以下優點：?

1、從成本上看，相對于M2高速鋼減少了貴合金元素Mo、W、V的加入量，相對于M42沒有添加貴金屬元素Co，能大幅度降低生產成本。

2、把釔基稀土作為主要微合金化元素進行添加，其主要目的在于改變萊氏體組織結構和形態，改善熱加工性能和成材率，本發明中C含量設定在1.2-1.4%高于M2和M42，能保證有足夠多的碳化物數量，通過稀土的作用，不會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；本技術方案中稀土的用途區別于CN1557985A中“通過添加Y、Ce細化晶粒、減少了鋼液中的O、S有害元素與改善夾雜物形態及凝固組織”，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”。?

3、添加Al和N主要目的為，Al在鋼中以ALN形式存在時，由于其熔點高、質點細小彌散，能細化晶粒；其次ALN的存在還可以抑制高溫下晶粒長大，改善鋼的熱塑性，提高鋼的鍛軋性能；最后，Al的加入有利于后續氮化處理工藝。?

4、添加Zr能抑制As、Pb、Sn等低熔點金屬元素的有害作用，這些元素在現有精煉手段下很難得到有效的清除；加入Zr后能和雜質元素形成熔點大于2000℃高熔點化合物Zr_xPb_y、Zr₅Sn₃等，可以提高高速工具鋼的紅硬性。?

具體實施方式

本發明實施例高速工具鋼成分表1（余量為Fe和微量雜質元素未特別標明），其制造工藝為：中頻+爐外精煉+電渣重熔→電渣錠→快鍛、精鍛→方坯或棒坯→軋機成材→退火→精整→生產各種規格的鍛扎材。?

表1高速工具鋼成分表?

。

對上述實施例取樣進行熱處理后（淬火+回火），檢測其室溫下硬度和沖擊韌性，?

以及600℃時硬度，結果如表2。

表2高速工具鋼性能?