[發明專利]一種高韌性高速鋼及其制備工藝

有效

• 申請號: 201811595288.6
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109371330B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 周文成
• 申請（專利權）人: 金湖蒂斯特五金制品有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;C21D8/00;C22C33/04
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明公開了一種高韌性高速鋼及其制備工藝，由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.91%~1.09%，Si：0.12%~0.48%，Mn：0.12%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：3.75%~4.75%，W：2.42%~3.58%，Mo：3.42%~4.58%，V：2.42%~2.92%，Co：0.32%~1.32%，余量為Fe。本發明將傳統的M3高速鋼中的C及昂貴的W、MO合金含量降低，V合金含量控制在2.42%~2.92%，并加入0.32%~1.32%的CO使得本發明得到的高速鋼擁有高紅硬性的同時具有高韌性和耐磨性，適用于各類模具的高速鋼選材。

技術領域

本發明屬于合金領域，特別涉及一種高韌性高速鋼及其制備工藝。

背景技術

高速鋼（HSS）是一種具有高硬度、高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。高速鋼是美國的F.W.泰勒和M.懷特于1898年創制的。高速鋼的工藝性能好，強度和韌性配合好，因此主要用來制造復雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具，也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等。除用熔煉方法生產的高速鋼外，20世紀60年代以后又出現了粉末冶金高速鋼，它的優點是避免了熔煉法生產所造成的碳化物偏析而引起機械性能降低和熱處理變形。

M3高速鋼是美國鎢鉬高速工具鋼，主要應用物重切削刀具的生產，所以傳統M3高速鋼耐磨但脆性大，不適于模具的選材。

發明內容

針對傳統M3高速鋼的缺陷，本發明的目的在于，在M3高速鋼的基礎上，提供一種高韌性高速鋼，具有高強韌性和耐磨性，適用于模具的選材；本發明的另一目的在于提供一種高韌性高速鋼的制備工藝。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高韌性高速鋼，由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.91%~1.09%，Si：0.12%~0.48%，Mn：0.12%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：3.75%~4.75%，W：2.42%~3.58%，Mo：3.42%~4.58%，V：2.42%~2.92%，Co：0.32%~1.32%，余量為Fe。

本發明的進一步改進方案為：

一種高韌性高速鋼，由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.95%~1.05%，Si：0.2%~0.4%，Mn：0.2%~0.45%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：3.8%~4.7%，W：2.5%~3.5%，Mo：3.5%~4.5%，V：2.5%~2.85%，Co：0.4%~1.25%，余量為Fe。

本發明的更進一步改進方案為：

一種高韌性高速鋼的制備工藝，包括以下步驟：

第一步、冶煉：按照上述配比，將原料經過中頻爐、爐外精煉、真空脫氣或經過電爐、爐外精煉、真空脫氣冶煉，冶煉后澆注成鋼錠，將得到的鋼錠進行等溫球化退火；

第二步、鍛軋：將第一步冶煉得到的鋼錠鍛軋成成品鋼，將得到的成品鋼進行等溫球化退火；

第三步、淬火：將第二步得到的成品鋼進行淬火處理，根據成品厚度設定淬火時間，隨后回火3~5次，每次回火溫度為540℃~560℃。

第一步中所述中頻爐為15噸中頻爐；所述電爐為10~30噸電爐。

第二步所述鍛軋溫度為970℃~1200℃。

所述等溫球化退火為，820℃~890℃下等溫4h~6h，隨爐冷卻到720℃~760℃，等溫4h~6h，隨爐冷卻至500℃，出爐空冷。

第三步所述淬火溫度為1150℃~1200℃。

本發明的再進一步改進方案為：第一步冶煉得到的鋼錠采用ESR再次提純工藝得到ESR鋼錠，ESR鋼錠等溫球化退火后再進入鍛扎工藝。