[發明專利]一種滾絲輪用合金工具鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202011095309.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112430781A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 李棟;尤曉東
• 申請（專利權）人: 河冶科技股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/52;C21D1/18;C21D1/30;C21D1/32;C21D6/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 韓雪花

本發明公開了一種滾絲輪用合金工具鋼及其制備方法，材料成分按質量百分比包括：C0.94?0.98％，0.90?1.20％Si，0.30?0.50％Mn，至多0.025％P，至多0.010％S，7.00?8.00％Cr，2.50?2.70％Mo，0.30?0.60％V，≤0.003％N，≤0.30％Ni，≤0.10％Cu，≤0.30％Co，0.10％?0.15％Re，余量為鐵和不可避免的雜質。本發明的工具鋼在淬火后極易得到高硬度高韌性的組織；本發明通過提高C含量Mo含量，加入Re元素變質處理，使得材料的硬度及耐磨性提高，使用壽命比現有Cr12冷作模具鋼材料提高50?80％，降低客戶成本。

技術領域

本發明屬于滾絲輪用合金工具鋼技術領域，具體是一種滾絲輪用合金工具鋼及其制備方法。

背景技術

滾絲輪是室溫下對金屬進行變形加工的一種模具，精度要求較高。一般滾絲輪承受很大的周期性徑向擠壓力，轉矩和圓周方向的摩擦力，工作條件較為惡劣，其損壞形式是一般為磨損、斷裂、崩牙。因此要求滾絲輪近表面的碳化物顆粒較小防止失效，為達到此目標現有滾絲輪的加工工藝流程為：下料→改鍛→退火→機加工→淬火→回火→磨內孔→成品。

隨著我國汽車、機電、航空航天的大力發展，對高強度螺釘的要求也相應提高，螺釘螺栓的性能等級普扁達到了10.9-12.9級，滾絲輪的工作條件進一步惡劣。目前市場上普扁使用的Cr12MoV已經不能滿足條件，且滾絲輪廠家由于專業分工及控制成本，需要直接投料生產省去改鍛的流程，進而又加強了對材料的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種滾絲輪用合金工具鋼，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種滾絲輪用合金工具鋼，化學組分按質量百分比計包括：C0.94-0.98％，0.90-1.20％Si，0.30-0.50％Mn，至多0.025％P，至多0.010％S，7.00-8.00％Cr，2.50-2.70％Mo，0.30-0.60％V，≤0.003％N，≤0.30％Ni，≤0.10％Cu，≤0.30％Co，0.10％-0.15％Re。

本發明通過提高C含量V含量加入Mo元素控制N元素加入稀土孕育，綜合考慮不同元素碳化物在淬火過程中溶入奧氏體的規律與其細化晶粒的作用，采用專用工藝制備，具有高硬度，高韌性，淬火后極易得到高硬度，淬火后極易得到高硬度，使用過程中不發生崩刃，節省滾絲輪制備廠家工序，降低成本。

C元素的作用，C元素是碳化物的組成元素之一，部分元素固溶于基體，提高基體強度；C元素含量不高于0.98％，以保證鋼水在凝固過程中VC不產生長大；C元素不低于0.94％，以保證熱處理后達到合適的硬度。

Mo元素的作用，Mo元素是中碳化物形成元素，在非平衡冷卻情況下，Mo元素形成的碳化物發生相變，產生亞穩態的M₂C碳化物，呈片狀的、扇形分布的M₂C在凝固后冷卻后進行鍛造加熱、保溫時分解為細小的M₆C+MC，并使其易于分布均勻，增加鋼的韌性并提高其熱塑性；提高碳化物的穩定性以及鋼的強度耐磨性，本發明Mo含量為2.50-2.70％。

Cr元素的作用，Cr元素不低于7.00％以保證極大減少珠光體中碳的濃度及奧氏體中碳的極限溶解度，促進了碳化物的析出，提高鋼的強度與硬度，減緩奧氏體分解速率，顯著提高鋼的淬透性；Cr元素不高于8.00％以保證大顆粒M₂₃C₆碳化物的含量小于17％，以保證鋼的韌性，防止使用過程中崩刃。