[其他]鋁氮硼鑄造高速工具鋼、用途及熱處理工藝

無效

• 申請號: 88100439
• 申請日: 1988-01-26
• 公開（公告）號: CN88100439A
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 劉躍亭;趙彥芬
• 申請（專利權）人: 河北省冶金研究所
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32
• 代理公司: 河北省專利事務所
• 代理人: 張貳群

本發明涉及一種高速工具鋼更具體地說是一種加入Al、N、B元素的具有較好鑄造綜合性能的鎢鉬高速工具鋼、用途及熱處理工藝。

已往的高速工具鋼，如W18Cr4V，W6Mo5????Cr4V2等可用于刃具、模具毛坯鑄造，但鑄造組織粗大，脆，易崩刃，使用壽命較短。

本發明的任務是提供一種新型高速工具鋼，它克服了現有技術的不足，用其鑄造的刃具、模具毛坯不僅組織細小，韌性好，不易崩刃，使用壽命較長，而且熱處理工藝性好，經熱處理后，使用效果較好，可達到W18Cr4V，W6????Mo5Cr4V2等鍛造成形加工制成的高速工具鋼工具同等的使用效果。

本發明是以如下方式實現的，要求化學成分為：

C0.7-1.8%，Si0.2-1.0%，Mn0.1-0.4%，

Cr2-6%，W1-20%，Mo1-12%，V0.8-4%，Al0.5-1.5%，N0.01-0.10%，B0.01-0.5%，其余為Fe和不純物質。也可在上述化學成分的基礎上添加入Nb0.1-1.5%，RE0.005-0.6%，或加入其中之一，以提高其韌性等綜合性能。

化學成分的限定理由是：

C：C的加入量要與W、Mo、V的含量相匹配，一般遵循“平衡碳”公式匹配，C是高速鋼硬度、紅硬性、抗彎強度、韌性、熱塑性等性能的主要影響元素，其含量不足0.7%時高速鋼得不到必要的硬度，考慮到鑄造高速鋼的工藝，組織結構等特點，C含量的上限質控制在1.8%，故C元素的限定范圍為0.7-1.8%。

Si：Si主要作為脫氧劑加入，其含量對高速工具鋼的碳化物形態有影響，若超過0.5%時則促使其棒狀碳化物M₂C分解生成M₆C+MC的微細碳化物，有利于強化基體，提高屈服點、提高疲勞強度，在高溫下阻止表面氧化。但如果加入量過大，會使熱傳導性下降，韌性降低，縮短工具使用壽命，所以Si含量限定為0.2～1.0%。

Mn：Mn與Si一樣，也是作為脫氧劑添加的，它有助于提高鋼的淬火性能和熱塑性。但加入量過大會由于錳化物的析出使韌性和回火軟化阻抗性能下降，并且使鋼切削性能惡化，所以Mn的含量限定為0.1～0.4%。

Cr：Cr對高速鋼的性能影響是非常復雜的，它可提高鋼的淬透性，提高馬氏體的回火穩定性，阻礙碳化物的析出及聚集長大，提高鋼的淬火硬度，使晶粒細小，有利于二次硬化和提高紅硬性。但其含量超過10%，則耐熱性顯著變壞，韌性下降，所以Cr含量限定為2～6%。

W、Mo：W和Mo都是強化碳化物元素。W和Mo在高速工具鋼中的作用是可以互相代替的，在高速工具鋼中每1%的Mo相當于2%W的作用，W、Mo元素與C元素匹配加入，隨著其含量的增多，碳化物相應增多，并且一部分固溶于基體中強化了基體，有助于提高鋼的耐磨耗性及硬度、提高抗回火軟化性等，為了確保作為各種工具使用時的必要硬度和切削耐久性，選擇W當量2Mo+W在1.5～30%較為合適，W當量低于1.5%時淬火性能和高溫硬度等不足，超過30%時，則碳化物增加太大，且粒度大大增加，鍛造性能、韌性急劇變壞，所以W含量限定為1～20%，Mo含量限定為1～12%，添加稀土元素，可使高W、Mo含量的高速工具鋼熱塑性顯著提高，這是稀土元素使鑄態組織得到改善的結果。

V：V除與W、Mo有相同的作用外，其最大的特點是能顯著增加高速工具鋼的耐磨耗性和產生二次硬化效果，碳化釩是高速工具鋼中最穩定的一種碳化物，且是金屬碳化物中最硬、最耐磨的;V量增多，能使高硬度的碳化釩增多，使晶粒微細化，使韌性提高。為了充分發揮上述作用，必須添加0.5%以上的V;但是，V的加入必須與適當的C相配合，若V量增多、C量匹配不當，也會出現淬火硬度降低的現象;此外，V量增多，磨削性和韌性降低，所以，V含量限定為0.8～4%。

Al：Al元素含量只要與C等合金元素配合得當，就可提高高速工具鋼的耐熱性和切削性能等。Al在高速工具鋼中不生成碳化物，而是均勻地分布在基體和碳化物中，對鋼回火時碳化物的聚集長大有抑制作用，延緩馬氏體分解和軟化，提高抗回火能力，提高鋼的高溫強度、抗彎強度和沖擊韌性。Al含量超過1.5%時，鋼的切削性能急劇惡化，所以其含量限定為0.5～1.5%。

N：N與C和金屬元素的作用有相類似的效果。N可提高鋼的二次硬化性、紅硬性，提高淬火溫度，細化晶粒，提高韌性;但高速工具鋼所能溶解的N量有限，所以N含量限定為0.01～0.10%。