[發明專利]一種銼刀用碳素工具鋼盤條及其制備方法

有效

• 申請號: 201710551750.1
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107142417B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 豆乃遠
• 申請（專利權）人: 中天鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C21D8/06
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 鄭云

本發明屬于金屬材料制作領域，具體涉及一種銼刀用碳素工具鋼盤條及其制備方法。盤條的化學成份按重量百分數計為，[C]1.26～1.32％、[Si]0.08～0.18％、[Mn]0.20～0.35％、[Cr]0.55～0.70％、[V]0.10～0.25％、[P]≤0.025％、[S]≤0.025％、[Al]≤0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質。制備方法包括轉爐冶煉、LF精煉、小方坯連鑄和軋制步驟，本發明添加了一定量的Cr、V元素，嚴控鋁含量，避免石墨碳析出的同時，有效提高了銼刀的硬度和耐磨性能等技術指標，組織均勻，通條性好，脫碳層深度≤直徑的0.6％，無液析和脆斷現象發生。

技術領域

本發明屬于金屬材料制作領域，具體涉及一種銼刀用碳素工具鋼盤條及其制備方法。

背景技術

工具鋼是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。碳素工具鋼是常見的一類工具鋼，由于其生產成本較低，原材料來源方便，易于冷、熱加工，在熱處理后可獲得相當高的硬度，因而得到廣泛應用。

銼刀是一種多刃口、主要用于銼削硬度較高材料的切削工具。由于其特殊的工作環境，要求銼刀具有高硬度、較高的強度、良好的耐磨性等特性，而目前由現有的工具鋼盤條經加工后制得的銼刀常出現斷齒崩刃、開裂、斷裂、磨損嚴重等非正常失效形式，使用壽命較低，造成這種現象的主要原因是：現有銼刀用工具鋼盤條韌性較差，脫碳層深，組織不均勻，碳化物在鋼中的分布不均勻，甚至沿晶界出現碳化物定向的缺陷，導致鋼材性能變差；且由于盤條含碳量非常高，若工藝控制不當易造成石墨化析出，盤條發生脆斷現象。

發明內容

本發明針對以上技術難題，通過設計合理的化學成分、選擇合理的工藝，提供一種銼刀用碳素工具鋼盤條及其制備方法，確保工具鋼盤條成本低廉、純凈度高、組織均勻、通條性好，脫碳層深度≤直徑的0.6％，無液析和脆斷現象發生，完全滿足高標準銼刀用盤條的技術要求，用此盤條制得的銼刀硬度高且均勻，達70～72HRC，使用壽命長，顯著降低了斷齒崩刃、斷裂、磨損嚴重等非正常失效形式出現的概率，

本發明所提供的銼刀用碳素工具鋼盤條的化學成份按重量百分數計為：[C]1.26～1.32％、[Si]0.08～0.18％、[Mn]0.20～0.35％、[Cr]0.55～0.70％、[V]0.10～0.25％、[P]≤0.025％、[S]≤0.025％、[Al]≤0.008％，其余為Fe和不可避免的雜質，

優選地，其化學成份按重量百分數計為：[C]1.27～1.31％、[Si]0.11～0.15％、[Mn]0.26～0.30％、[Cr]0.62～0.70％、[V]0.15～0.20％、[P]≤0.020％、[S]≤0.020％、[Al]≤0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質，

本發明成分設計理由：

C可以提高鋼的淬硬性、熱硬性和耐磨性能，保證熱處理后鋼中碳化物數量，但含量過高會使鋼的韌性降低；

Si可以增加鋼的淬透性，提高鋼的回火穩定性，但含量過高會使鋼在高溫加熱時易脫碳和促進石墨化，

其中，脫碳是鋼加熱時表層碳含量降低的現象，脫碳的過程即鋼中碳在高溫下與氫或氧發生作用生成甲烷或一氧化碳離開鋼材料(除碳外，其他元素如硅、錳、鉻等未離開鋼材料)，導致硬度下降；而鋼的石墨化是指，高溫下鋼中碳化物會分解成游離的石墨，使鋼的強度和塑性顯著降低而引起鋼的脆斷，析出就是指的鋼中碳化物形成石墨的過程，但仍存在于鋼的內部，而非從鋼中脫除，這一點與脫碳不同；

Mn可以起到固溶強化的作用，但錳含量過高會增加鋼的過熱傾向；

Cr可以增加碳化物的耐磨性，提高鋼的強度、硬度及回火抗力，抑制鋼的石墨化傾向，但含量過高會影響鋼的韌性；

V可以細化組織晶粒，提高強度和韌性，但含量過高會增加成本；