[發(fā)明專利]用于制造絲錐的高性能高速鋼及其制備工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310643038.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN103589958A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳德康;陳焱;陳靜;朱紅義;巢玉琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇飛達(dá)鉆頭股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/28
• 分類號(hào): C22C38/28;C22C33/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于切削刃具用高速鋼材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種絲錐用高速工具鋼，特別是一種用于制造絲錐的高性能高速工具鋼及其制備工藝。

背景技術(shù)

機(jī)用絲錐是用于攻削內(nèi)螺紋的一類絲錐，它屬于切削刀具的一種。傳統(tǒng)使用的材料是高速鋼，其中以W6Mo5Cr4V2居多，這一類鋼具有良好的紅硬性和耐磨性，在現(xiàn)代刀具材料中占有很重要的地位。但隨著科技的發(fā)展，特別是對(duì)新材料研究的深入，人們對(duì)刃具材料提出了更高的要求，希望能使刃具在常溫和高溫下的力學(xué)性能得到顯著提高。

近年來(lái)，從提高生產(chǎn)效率考慮，切削刀具材料已有從高速鋼向超硬合金材料發(fā)展的趨勢(shì)，如美國(guó)牌號(hào)的M42超硬鈷高速工具鋼，M42鋼是一種超硬高速工具鋼，硬度高，可達(dá)70HRC，熱硬性好，高溫硬度高，容易磨削，其強(qiáng)韌性和可加工性比硬質(zhì)合金等超硬材料高出一個(gè)檔次，主要用于制作切削難加工材料(如各種耐熱、耐蝕合金等)的工具，如深孔鉆、拉刀、絲錐、銑刀、滾刀等。

M42鋼中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高(1％)，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高(8％)，鈷能促使碳化物在淬火加熱時(shí)更多地溶解在基體內(nèi)，利用高的基體硬度提高耐磨性。但中國(guó)鈷資源缺乏，鈷的價(jià)格上漲，成為超硬刀具成本提高的重要原因，致使鈷高速鋼價(jià)格昂貴，約為普通高速鋼的5～8倍。另外，超硬合金鉆頭的韌性低于高速鋼鉆頭，為防止崩刃，需要進(jìn)行倒角衍磨處理。為此，切削阻力增大，刀鋒利度差，產(chǎn)生毛刺和不適于加工硬化材料的問題。

超硬高速鋼是為了適應(yīng)加工難切削材料，如耐熱合金等的需要，在綜合高碳高釩高速鋼與高碳高鈷高速鋼優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。鉆頭作為機(jī)械加工用刀具中的一個(gè)重要組成部分，主要用于孔的粗加工。隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，鉆頭的消耗與日俱增，尤其是大直徑鉆頭。但棒料的價(jià)格不斷上漲，給加工行業(yè)帶來(lái)了巨大的成本壓力。因此研究低成本不含鈷超硬高速鋼具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有超硬高速鋼所存在的上述不足，提供一種不含鈷量低的高性能低成本的用于制造絲錐的高性能高速工具鋼及其制備工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明可以通過以下化學(xué)成分的設(shè)計(jì)和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所提供的一種用于制造絲錐的高性能高速工具鋼其質(zhì)量百分比配比為：本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種用于制造絲錐的高性能高速工具鋼，其含有如下重量百分比的組份：C：0.90-0.98％；W：6.90-7.20％；Mo：4.00-4.30％；Cr：4.30-4.60％；V：2.30-2.50％；Mn：0.20-0.40％；Si：0.20-0.50；Ti：0.3-0.50％；Nb：0.08-0.15％；N：0.03～0.08％；RE：0.10-0.2％；P：≤0.03％；S：≤0.03％；其余為Fe。

本發(fā)明所提供的用于制造絲錐的高性能高速工具鋼，其制備工藝步驟是：

1、中頗感應(yīng)爐冶煉制備自耗電極：

采用堿性坩堝冶煉，將鎢鐵合金、鉬鐵合金、高碳鉻鐵合金和廢鋼或廢舊高速鋼返回料和廢鋼按照所需成分計(jì)量配制，先將廢鋼或廢舊高速鋼返回料裝入中頻爐坩堝底部，在返回料的上部再裝入高碳鉻鐵合金，然后在坩堝的上部再裝入三分之一的鎢鐵合金和鉬鐵合金和所需的廢鋼，送電加熱，待下部爐料開始熔化后，依次分批加入余量的鎢鐵和鉬鐵，在1500℃左右熔清后檢查爐底無(wú)不熔爐料后加入適量石灰和螢石造渣，調(diào)整爐渣成份改善爐渣流動(dòng)性，用硅鈣粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧后，調(diào)整成分，待溫度升至1600℃后加入釩鐵和鈦鐵，合金化后進(jìn)行終脫氧，扒渣，鋼水出爐溫度為1600℃-1620℃，將稀土放在鋼包底部，將鋼水倒入鋼包內(nèi)采用沖入法對(duì)高速鋼進(jìn)行稀土孕育處理，以細(xì)化高速鋼的鑄態(tài)組織和碳化物，經(jīng)靜置后，打渣，然后進(jìn)行爐外精煉+真空脫氣，其中，爐外精煉脫硫時(shí)，鋼水在真空狀態(tài)下通入惰性氣體攪拌，控制氮含量「N]≤150ppm；最后將溫度控制在1500℃～1510℃澆鑄成自耗電極；

2、電渣重熔冶煉制造高速鋼棒材

將澆鑄好的自耗電極進(jìn)行電渣熔鑄成所需尺寸的電渣鋼錠。

有益效果

與現(xiàn)在用量最大的M42鋼相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于本發(fā)明鋼中加入了少量的鈮，鈮在鋼中能生成非常細(xì)小的碳化鈮粒子，阻礙晶粒長(zhǎng)大，使鋼材淬火后的晶粒度更細(xì)，淬火溫度范圍更寬，因此鋼材的韌性和熱塑性都更好。同時(shí)通過將釩含量提高到2.3～2.50％后，保證了刀具的耐磨性和制造刀具時(shí)的可磨削性。