[發(fā)明專利]一種刀具用馬氏體不銹鋼及其制備方法

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112048677A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 李積回;石全強;李有維;嚴偉;李夢詩;單以銀
• 申請（專利權）人: 陽江十八子刀剪制品有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C21D1/18;C21D1/26;C21D1/28;C21D6/00;C21D8/02;C21D9/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及一種刀具用馬氏體不銹鋼及其制備方法，屬于材料技術領域。以重量百分比計，該刀具用馬氏體不銹鋼的化學成分為：C:0.30～0.45％，Cr:15.0～18.0％，Mo:0.5～1.5％，V:0.20～0.40％，N:0.1～1.0％，La+Ce:0.001～0.01％，Mn≤0.50％，P＜0.01％，S＜0.01％，O＜0.005％，余量為鐵。該刀具用馬氏體不銹鋼的制備方法為：配料→熔煉→澆注成型→鍛造和熱加工→冷加工和熱處理。本發(fā)明通過復合添加一定含量的N含量和稀土元素，制衡鋼的組織，控制一次碳化物的形核數量和分布，凈化鋼中夾雜物含量，通過進一步優(yōu)化熱處理工藝調控馬氏體和奧氏體的含量，獲得鋼的強度和韌性的最佳搭配。

技術領域

本發(fā)明涉及一種刀具用馬氏體不銹鋼及其制備方法，屬于材料技術領域。

背景技術

民用刀具所用材料一般選用硬度高、耐磨性好等一系列優(yōu)點的高碳高鉻馬氏體不銹鋼作為原材料來制造，目前國內和國外通常依據刀具產品檔次的高低選擇不同的刀具用材料，中高檔刀具產品的原料通常選用高碳高鉻的馬氏體不銹鋼，例如歐洲、美國及日本等工業(yè)發(fā)達國家的刀具材料中的碳和鉻元素的含量分別為0.5％和15.0％以上(雙立人等品牌刀具選材)，發(fā)展歷程也是先從低碳不銹鋼逐步走向高碳高鉻馬氏體不銹鋼，與此同時，鋼中添加了一些Mo和V等合金化元素來起到固溶強化或改善淬透性的作用。

目前我國主流刀具所用材料常用的材料為20Cr13、30Cr13和40Cr13等馬氏體不銹鋼，還有部分生產廠家采用傳統(tǒng)的碳鋼，這些材料與國際知名品牌刀剪用材相比，材料品質差距巨大。高檔刀具所用原料高碳高鉻馬氏體不銹鋼要求碳含量及純凈度相對較高，而國內大型鋼廠生產的高碳高鉻不銹鋼質量不穩(wěn)定，尚未掌握高檔刀具所用高碳高鉻馬氏體不銹鋼的核心制造技術，高檔刀具所用的高碳高鉻馬氏體不銹鋼基本上依靠從歐洲和日本等國家進口，目前國內高檔刀具市場基本上被歐洲諸如德國雙立人等品牌的產品所壟斷，嚴重影響我國刀具產業(yè)在國際市場上的發(fā)展。另外，高檔刀具存在相對普遍問題是，由于選用的高碳高鉻馬氏體不銹鋼中存在尺寸較大的MC(M＝Cr)一次碳化物和回火過程中產生二次鉻的碳化物，導致其耐腐蝕性能較差，尤其是尺寸較大的MC碳化物和基體之間的貧鉻區(qū)造成其點蝕電位較高而導致刀具極易生銹，影響高檔刀具的品質。因此，加強高檔刀具所用的馬氏體不銹鋼的研發(fā)及工業(yè)化制備等一系列創(chuàng)造性工作有著重要的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種強韌性優(yōu)良的刀具用馬氏體不銹鋼及其制備方法，通過復合添加一定含量的N含量和稀土元素，利用一部分N的固溶來制衡鋼中馬氏體和奧氏體組織；另外，一部分氮化物的析出來強化組織，利用稀土元素凈化鋼中的夾雜物含量，通過改進熱處理方案，控制鋼中奧氏體含量，獲得鋼的強度和韌性的最佳搭配。

本發(fā)明的技術方案是：

一種刀具用馬氏體不銹鋼，以重量百分比計，其化學成分為：C:0.30～0.45％，Cr:15.0～18.0％，Mo:0.5～1.5％，V:0.20～0.40％，N:0.1～1.0％，La+Ce:0.001～0.01％，Mn≤0.50％，P＜0.01％，S＜0.01％，O＜0.005％，余量為鐵。

所述的刀具用馬氏體不銹鋼，優(yōu)選的，N:0.35～0.75％。

所述的刀具用馬氏體不銹鋼，優(yōu)選的，La+Ce：0.0025～0.0045％。

所述的刀具用馬氏體不銹鋼的制備方法，包括如下步驟：

(1)按各化學成分的比例將原料混合，經過冶煉和澆注獲得鋼錠；

(2)將獲得的鋼錠在奧氏體單相區(qū)鍛造；

(3)鍛造后的鋼錠進行控制軋制：首先在再結晶區(qū)熱軋，軋制溫度為1050～1150℃，軋制每道次壓下量控制為10～20％，總壓下量控制為70～85％，熱軋后空冷至室溫；

(4)熱軋后的板材進行冷軋；