[發(fā)明專利]1200MPa免熱處理低成本屈氏體工具鋼及生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110805250.2
• 申請日: 2021-07-16
• 公開（公告）號: CN113549841B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊玉;王英海;劉志偉;張瑞琦;郭曉宏;趙寶純;李慶賢
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C21C7/06;C21C7/00;C21D8/02;C21D1/74;B22D11/115;B22D11/12;C25D3/56;C25D7/06
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 佟寧

1200MPa免熱處理低成本屈氏體工具鋼及生產(chǎn)方法，鋼中化學成分按重量百分比為：C 0.40％～0.60％、Si≤0.1％、Mn0.4％～1.5％、Ca0.0005％～0.05％、Mg0.0005％～0.05％、Re 0.001％～0.5％、Ca/Re≥0.05、Ca/S≥0.5、Ca/Mg≥1、N≥0.005％、C/N≤100、B≤0.0008％、P≤0.020％、S≤0.015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明生產(chǎn)的工具鋼，無需熱處理，硬度37HRC以上，耐磨性優(yōu)異，成本低；表面光潔，無氧化脫碳層，省略拋砂工藝后電鍍合格率100％，使用壽命明顯提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種免熱處理低成本屈氏體工具鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

目前市場上普通工具均采用中碳鋼熱處理加工而成，一般要求淬火回火后硬度37HRC以上。但熱處理工藝復(fù)雜，淬火加熱能耗大，成本高，油煙大，不環(huán)保。例如，捆綁帶卡扣或園藝工具的常規(guī)加工工序是：冶煉-熱軋-退火--沖壓成型-熱處理-表面打磨-拋砂-滾光-電鍍-組裝。沖壓成型前需對熱軋卷板進行退火開平處理，沖壓成型后進行淬火回火熱處理增加強硬性，兩次熱處理成本高，而且表面氧化脫碳嚴重，表面打磨處理工藝復(fù)雜，成本高而且電鍍性能不好。隨著環(huán)保要求不斷提升，高碳鋼油淬的熱處理工藝給下游鋸片加工企業(yè)帶來的環(huán)保壓力越來越大。因此，急待開發(fā)一種低成本、環(huán)保的工具鋼，以減輕下游加工企業(yè)的壓力。鋼的強度主要與化學成分、組織形貌和內(nèi)在夾雜物水平有關(guān)。而且，為節(jié)省成本，盡量減少工具鋼表面氧化脫碳，減少打磨量，省略拋砂工藝條件下電鍍性能合格。

申請?zhí)枮镃N201510174384.3的專利文件《一種免球化退火的用CSP線生產(chǎn)薄規(guī)格工具鋼的方法》敘述的是厚度1-2.5mm薄工具鋼鋼板的生產(chǎn)方法，該工具鋼不能滿足厚規(guī)格工具用鋼板的使用需求；采用低溫軋制、快冷到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度附近低溫卷取，再回火得到回火屈氏體降低強硬性的生產(chǎn)工藝，一方面對卷取機能力要求極高，另一方面卷取過程中發(fā)生馬氏體相變，馬氏體脆性極大，極易斷帶，且卷后要進行550～700℃高溫回火處理，成本較高。

一種免退火型中高碳鋼板制造方法CN201310076240.5和一種免退火處理熱軋S45C板帶生產(chǎn)方法CN201110411594.1采用兩相區(qū)或鐵素體區(qū)低溫大壓下軋制，高溫卷取堆垛，得到60％鐵素體和部分球化珠光體，軟化降低鋼板硬度到80-85HRB。這種工藝得到的鋼板鐵素體量多，塊大，必須淬火回火才能使用，而且熱處理后硬度低，不能滿足高端工具鋼使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種免熱處理低成本屈氏體工具鋼及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明生產(chǎn)的工具鋼，無需熱處理，抗拉強度1200MPa～1400MPa，硬度48HRC以上，耐磨性優(yōu)異成本低；表面光潔，無氧化脫碳層，省略拋砂工藝后電鍍合格率100％，使用壽命明顯提升，節(jié)能環(huán)保。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

1200MPa免熱處理低成本屈氏體工具鋼，鋼中化學成分按重量百分比為：C 0.40％～0.60％、Si≤0.02％、Mn 0.4％～1.5％、Ca 0.0005％～0.05％、Mg 0.0005％～0.05％、Ba 0.01％～1.0％、Ca/Ba≥0.05、Ca/S≥0.2、Ca/Mg≥1、N≥0.020％、C/N≤25、B≤0.0008％、P≤0.020％、S≤0.015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述工具鋼非金屬夾雜物不超過1.0級；抗拉強度1200MPa～1400MPa，硬度48HRC以上；表面晶界氧化層和脫碳層均為0mm；帶狀偏析不超過1.5級。

所述工具鋼為滲碳體片間距≤80nm的細小屈氏體組織。

以下詳細闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)用鋼各合金成分作用機理：