[發明專利]疲勞壽命良好的經濟型工具鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201710641568.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107419175B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 蔡珍;毛新平;徐進橋;李國彬;汪水澤;何亞元;甘曉龍;孫宜強
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/24;C22C38/06;C21D8/00;C21D1/26;C21D1/18
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡鎮西;唐玲

本發明公開了一種疲勞壽命良好的經濟型工具鋼及其生產方法，該鋼包括以下化學組分及其重量百分比：C：0.75～1.00％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.50～1.20％，Cr：0.30～1.10％，V：0.05～0.20％，Alt≤0.040％，P≤0.020％，S≤0.010％，N≤0.006％，其余為鐵和不可避免的雜質；本發明方法通過熱軋和短時退火獲得均勻的粒狀珠光體組織，經過淬火、回火后獲得細小的回火馬氏體組織。采用本發明生產的工具鋼組織細小、均勻，脫碳層淺，具有高耐磨性和良好的疲勞壽命，同時本發明大幅縮短制造周期、降低制造成本、提高產品成材率。

技術領域

本發明涉及冶金技術，具體地指一種疲勞壽命良好的經濟型工具鋼及其生產方法。

背景技術

工具鋼淬火后具有高強度、高硬度、高耐磨性及良好的疲勞壽命，因此，工具鋼多用于制造各種切削刀具、成形工具及測量工具。

工具鋼碳含量一般大于0.7％，熱軋組織中存在大面積硬而脆的層狀碳化物或網狀碳化物，不易加工變形，在淬火過程中也容易引起過熱、淬火變形、裂紋等缺陷。為避免上述問題，提高工具鋼的疲勞壽命，工具鋼在淬火前要改變鋼中碳化物的形貌和分布，獲得粒狀珠光體組織。

而熱軋產品直接退火難以得到組織均勻的粒狀珠光體組織，為滿足工具鋼對淬火原材料組織均勻性、高塑性及高成形性能的要求，后續常通過冷軋變形破碎碳化物、再通過長時間的罩式退火來改變碳化物的形貌。因此，工具鋼這種高碳鋼的制造往往存在以下問題：1)工序冗長而復雜，包括熱軋、酸洗、冷軋、退火等多道工序，制造周期長；2)能源消耗大，制造成本高。

近幾年來，國內為縮短高碳鋼的制造流程開展了很多工作。中國專利申請CN102264933 A公開了一種熱處理特性優異的高碳鋼板及其制造方法，其提供了一種高碳鋼板的制造方法，化學成分為C：0.3～1.0％，Mn:0.1～1.2％，Si≤0.4％，Al：0.01～0.1％，S≤0.010％，其特征為精軋后冷卻速度為50～300℃/s，終冷溫度為400～650℃，卷取溫度為450～700℃，省略先退火工序，以≥30％的壓下率進行冷軋，隨后進行退火。該方法中還是要經過冷軋和軋后退火獲得均勻的粒狀珠光體組織。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種疲勞壽命良好的經濟型工具鋼及其生產方法，該鋼疲勞壽命良好、耐磨性高，該生產方法大幅縮短了制造周期、降低了制造成本。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種疲勞壽命良好的經濟型工具鋼，包括以下化學組分及其重量百分比：C：0.75～1.00％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.50～1.20％，Cr：0.30～1.10％，V：0.05～0.20％，Alt≤0.040％，P≤0.020％，S≤0.010％，N≤0.006％，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

進一步地，包括以下化學組分及其重量百分比：C：0.94～1.00％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.00～1.20％，Cr：0.85～0.99％，V：0.15～0.20％，Alt：0.027～0.035％，P：0.012～0.014％，S：0.004～0.008％，N：0.004～0.005％，其余為鐵和不可避免的雜質元素。

上述疲勞壽命良好的經濟型工具鋼的生產方法，依次包括冶煉，連鑄，加熱，粗軋，精軋，保溫，淬火，回火步驟；所述粗軋步驟中，開軋溫度為1030～1130℃，終軋溫度為900～980℃，中間坯厚度為45～60mm，單道次壓下率≥45％；所述精軋步驟中，開軋溫度為820～900℃，終軋溫度為630～680℃，最后三道次總壓下率≥60％。

進一步地，所述冶煉步驟中，轉爐出鋼碳含量≥0.05％，脫氧完成后再加入0.05-0.20％的釩鐵，精煉后期鈣處理后軟吹3～8min。

進一步地，所述連鑄步驟中，水口處采用氬封，過熱度為15～30℃，鑄坯厚度為200～250mm。