[發明專利]耐磨冷作工具鋼

有效

• 申請號: 202110302006.4
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113215482B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李小明
• 申請（專利權）人: 武漢鉅能科技有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/30;C22C38/28;C22C33/02;B22F9/08;B22F3/15;B22F3/115;C21D1/18;C21D6/00;C21D8/00
• 代理公司: 石家莊旭昌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 13126
• 代理人: 曹蕓麗

本發明提供了一種耐磨冷作工具鋼，采用快速凝固工藝制備，且其化學組分按質量百分比計包括：C：0.8％?2.8％，Si：0.6％?1.2％，Mn：0.2％?1.0％，Cr：6％?14％，Mo：0.8％?3.0％，V：≤3％，Co：≤3％，Ti：0.5％?6％，余量為Fe和雜質。本發明所述的耐磨冷作工具鋼，其第二相尺寸細小，分布均勻，具備優異的綜合力學性能，包括硬度、韌性、可機加工性等，尤其是組織中高硬度第二相的存在，可使該鋼種具有優異的耐磨性能。

技術領域

本發明涉及工具鋼材料技術領域，特別涉及一種耐磨冷作工具鋼。

背景技術

對于工具鋼，尤其是冷作工具鋼，對其耐磨性能及韌性有極高的要求，例如沖切、沖壓、彎曲和深拉、金屬粉末壓制、冷軋軋輥等。

為了提高耐磨性能，現有的技術方案，主要以促進工具鋼中形成大量碳化物來提高耐磨性能，例如M6C、M23C6、M7C3以及MC等。例如一種大量使用的冷作模具鋼Cr12MoV，其碳化物主要由M23C6和M7C3組成。碳化物的硬度及其含量對耐磨性能影響很大，MC碳化物硬度相比其它類型碳化物硬度要高，能夠更好地起到防止工具鋼應用過程表面磨損的發生，所以MC碳化物在工具鋼中被普遍使用，并且設計含量逐步提高。

高V工具鋼的生產有一點需要注意，由于V與C具有很強的化學結合能力，所以在工具鋼鋼液的凝固早期就開始形成并長大，容易導致偏析和碳化物粗大，從而影響工具鋼需要的其它必要性能，如韌性、可加工性等。

基于此，粉末冶金工具鋼合金中V含量可以設計到非常高的水平，如一種粉末冶金冷作工具鋼牌號A11其V含量達到9.75％，采用粉末冶金工藝制備，組織中合金元素仍能保持均勻分布。隨著V合金元素在工具鋼中使用量的提高帶來成本的提升也是顯而易見的，如何一方面提升合金的耐磨性能，同時提升合金的性價比是需要考慮的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種耐磨冷作工具鋼，以使其具有優異的耐磨性能。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種耐磨冷作工具鋼，所述耐磨冷作工具鋼采用快速凝固工藝制備，且其化學組分按質量百分比計包括：C：0.8％-2.8％，Si：0.6％-1.2％，Mn：0.2％-1.0％，Cr：6％-14％，Mo：0.8％-3.0％，V：≤3％，Co：≤3％，Ti：0.5％-6％，余量為Fe和雜質。

進一步的，其化學組分按質量百分比計包括：C：0.8％-2.1％，Si：0.6％-1.2％，Mn：0.2％-0.8％，Cr：6％-14％，Mo：0.8％-3.0％，V：≤3％，Co：≤1.6％，Ti：0.5％-3％。

進一步的，所述雜質包括O，且O：≤0.03％。

進一步的，所述雜質包括S，且S：≤0.3％。

進一步的，所述雜質包括P，且P：≤0.05％。

進一步的，所述快速凝固工藝包括粉末冶金工藝或噴射成形工藝。

進一步的，所述耐磨冷作工具鋼中富Ti型MX碳化物的體積分數為1％-15％。

進一步的，富Ti型MX碳化物顆粒尺寸≤7μm。

進一步的，至少80％的富Ti型MX碳化物顆粒尺寸≤3μm。

本發明中，特定的化學成分及配比是實現其耐磨性能的必要條件，各化學組分作用及原理簡述如下：

C元素一部分固溶于基體，有利于熱處理后一定硬度的獲得，另外C元素參與各類碳化物的形成，對于本實施例的耐磨冷作工具鋼，其耐磨性能的獲得關鍵在于形成超高硬度富Ti類型MX碳化物，其中M代表以Ti為主的元素，X代表以C為主的元素，也可與N一同形成C、N混合型MX碳化物。