[發明專利]定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼及其制備工藝

在審

• 申請號: 202011182481.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112281076A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 呂廣奇;呂榕;陸文捷;嚴波
• 申請（專利權）人: 浙江正達金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;C22C38/02;C22C38/04;C22B9/18;C21C5/52
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 王阿寶

本發明涉及定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼，其特征在于，其組分按質量百分比包括：C：1.17%?1.30%，W：4.60%?5.10%，Mo：5.60%?6.00%，Cr：3.80%?4.20%，V：2.60%?3.10%，Co：0.40%?0.60%，Si：0.20%?0.60%，Mn：0.20%?0.60%，稀土釔Y：0.04?0.08%，余量為鐵和雜質；所述定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼大塊角狀碳化物細小均勻，本發明定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼，發揮了定向凝固電渣重熔工藝高性價比的優勢，具有優異的綜合性能。使用壽命與含Co:5%質量分數的M35高速鋼相當，最大碳化物尺寸大幅度降低，合金元素比M35高速鋼減少，成本比M35高速鋼低廉。與進口同類高速鋼比，最大碳化物顆粒尺寸差別不大，壽命接近進口水平，實現了同類高速鋼的進口替代。

技術領域

本發明涉及絲錐專用高速鋼領域，具體涉及定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼及其制備工藝。

背景技術

高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，高速鋼材料主要由兩種基本成分構成：一種是金屬碳化物，它賦予材料較好的耐磨性及強度；二是分布在碳化物周圍的鋼基體，它使材料具有較好的韌性和吸收沖擊、防止碎裂的能力。

我國高速鋼自1911年開始研究生產以來，發展至今尚處于初級階段，解決好如何使高速鋼行業“控制低端，發展高端”是接下來一段時間科研人員和企業工程師的首要目標，截止目前為止，我國生產的高速鋼鋼種以M2為主，占40%以上。

高速鋼質量和性能的提升在本質上受基體組織和碳化物析出的影響，因而從根本上研究上述行為，不斷創新和改進高速鋼生產流程中的制造工藝，有效改善產品質量和性能，對于提高國際市場競爭力和產品附加值，推動現代制造業的發展具有重要意義。

碳化物是高速鋼中的重要組成相之一，具有高熔點、高硬度和脆性等特點。高速鋼中碳化物分一次碳化物與二次碳化物兩類：一次碳化物的尺寸較大，在熱處理中不易溶解在鋼基體中，會造成鋼基體應力集中，易引發裂紋源并擴展，導致鋼的塑性和韌性下降，大尺寸碳化物中合金元素含量較多，鋼基體中的元素含量較少，減弱了回火二次硬化效應，會降低鋼的強度等，同時大尺寸不規則且硬度大的碳化物容易發生斷裂并從基體脫落，也會降低鋼的耐磨性和斷裂韌性。碳化物的不均勻性則容易引起碳化物堆積而脫落，淬火時發生局部過熱、產生裂紋和混晶現象，影響鋼的強度和塑韌性等。二次碳化物作為鋼中的強化相，其尺寸、形狀和數量等可在熱加工和熱處理中得到控制。彌散分布的二次碳化物對于強化基體和提高性能有重要作用。

目前高速鋼熔煉工藝主要有傳統電渣重熔、粉末冶金和噴射成形，傳統電渣重熔工藝熔煉工藝過程由于鋼液緩慢冷卻，碳化物在凝固過程中容易發生偏析，形成粗大的碳化物組織，即使經過后續鍛軋處理，仍然會對高速鋼性能帶來不良影響。而噴射成形的碳化物顆粒較大，成本較傳統電渣重熔高，粉末冶金則成本較高，不合適大規模推廣。熔煉工藝作為主要的生產方式，其工序影響碳化物的形成和轉變，通過定向凝固電渣重熔技術，促進高速鋼中形成顆粒細小、分布均勻的球狀碳化物，而且可以在不惡化碳化物的情況下優化傳統用量最大的M2高速鋼的成分配比，進而提高高速鋼的冶金質量和使用壽命，同時以電渣重熔的成本生產接近粉末冶金的高速鋼質量，為高端產品的生產和銷售提供動力。

但業內高端高速鋼都是以進口為主，進口高速鋼成本高，使得企業生產成本居高不下，急需研發國產高速鋼代替進口高速鋼。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，

提供定向凝固電渣重熔耐磨損高速鋼及其制備工藝。