一種超硬高速鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種超硬高速鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聞速鋼是一種需要具有較聞?dòng)捕?、聞耐磨性和聞耐熱性的工具鋼，又可稱為聞速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。高速鋼因具有良好的工藝性能、既具強(qiáng)度又具韌性，因此主要用來制造復(fù)雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削工具。影響高速鋼質(zhì)量的主要因素有形狀設(shè)計(jì)、力口工質(zhì)量、表面處理情況、實(shí)際工作參數(shù)等，其中影響最大的是制作高速鋼所采用的原材料組成。
[0003]在通常情況下，制作用于切削不銹鋼、高溫鋁合金以及調(diào)質(zhì)合金鋼等難切削金屬材料的機(jī)用刀具大多采用以M42為代表的鈷系高速鋼，但鈷的價(jià)格非常昂貴，并且現(xiàn)在的高速鋼制作中也存在很多致命的不足，主要表現(xiàn)為制作車刀采用的高速鋼使用壽命不長，并且由于材料本身的缺陷，制作成型的車刀的硬度不夠，在采用車刀切削各種金屬器件時(shí)車刀容易損壞，這樣的缺陷非常不利于車刀的正常使用，在實(shí)際工作中具有很不利的影響。
[0004]因此，上述問題是在對(duì)高速鋼的設(shè)計(jì)和使用過程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提供一種超硬車刀及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明公開了一種超硬高速鋼的配方，其主要化學(xué)成分包括c、W、Mo、Cr、V、Μη、S1、P、S、Al、Nb、Re及其他成分，具體重量百分比(％)如下:C:1.25?1.35 ；ff:6.0~6.5 ；Μο:4.7~5.3 ；Cr:4.0~4.5 ；V:2.0~2.5 ；Μη:0.2~0.4 ；Si:
0.6?1.0 ；Ρ:(Γθ.03 ；S:(Γθ.03 ；Α1:0.6?1.0 ；Nb:0.10~0.15 ；Re:0.03?0.12，其他成分:77.12?80.52。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:各主要成分重量百分比(％)為C:1.28~1.32 ；ff:
6.Γ6.3 ；Mo:4.8?5.0 ；Cr:4.0~4.2 ；V:2.2?2.4 ；Μη:0.2~0.4 ；Si:0.7~0.9 ；Ρ:(Γθ.028 ；S:(Γθ.015 ；Α1:0.9?1.0 ；Nb:0.?ΓΟ.13 ；Re:0.03?0.08，其他成分:78.23?79.68。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:制作權(quán)利要求1所述的一種超硬高速鋼的的制備方法，包括以下步驟:
a.米用鶴砂、鑰砂、砂輪灰、廢鋼作為原料，在中頻感應(yīng)爐中冶煉；
b.采用步進(jìn)式煤氣爐加熱將鋼錠燒透，開鍛切成固定長度；
c.捶打鍛造成型；
d.連乳、拉拔成材；
e.進(jìn)行表面熱處理，再深加工制成所需工具； f.成品入庫。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:步驟e中表面熱處理具體為退火、淬火和回火三個(gè)階段，先為退火工藝，退火溫度90(T95(TC，保溫2~4小時(shí)后以2(T30°C /h冷卻到600°C出爐，冷加工后去應(yīng)力退火，溫度60(T70(TC，保溫2h后在爐中冷卻；再進(jìn)行淬火工藝，淬火預(yù)熱分兩階段進(jìn)行，第一階段溫度為40(T50(TC，第二階段溫度為85(T90(TC，鋼材奧氏體化溫度為117(Tl21(TC，加熱系數(shù)為l(Tl5sec/mm，預(yù)熱結(jié)束后進(jìn)入淬火階段，在58(T620°C分級(jí)淬火后，再空冷至室溫，淬火過程采用鹽爐加熱；最后為回火工藝，回火溫度控制為54(T560°C，回火3次，每次保溫1小時(shí)，再空冷至室溫。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:此高速鋼的硬度能穩(wěn)定在66~69HRC，相對(duì)于美國的ASTM600中低合金高速鋼的要求高4~9HRC，并且在淬火后采用回火處理，回火溫度為54(T560°C，使一部分沒有轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的殘余的奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，在高速切削產(chǎn)生高熱的情況下仍能保持聞?dòng)捕?，進(jìn)一步提聞了此聞速鋼的硬度和耐磨性。本聞速鋼具有超聞的紅硬性，使用此鋼材制作成型的高速鋼能較好地對(duì)各類金屬器件進(jìn)行切削，不易損壞，具有較長的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。
[0012]實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供一種超硬高速鋼，由以下具體質(zhì)量百分比(％)組成:c:1.25 ；ff:6.0 ；Mo:
4.7 ；Cr:4.0 ；V:2.0 ；Mn:0.2 ；S1:0.6 ；P:0.01 ；S:0.01 ；A1:0.6 ；Nb:0.10 ；Re:0.03，其他成分:80.50。
[0013]根據(jù)上述含量來制備一種超硬高速鋼，具體步驟如下:
a.米用鶴砂、鑰砂、砂輪灰、廢鋼作為原料，在中頻感應(yīng)爐中冶煉；
b.采用步進(jìn)式煤氣爐加熱將鋼錠燒透，開鍛切成固定長度；
c.捶打鍛造成型；
d.連乳、拉拔成材；
e.進(jìn)行表面熱處理，再深加工制成所需工具； f.成品入庫。
[0014]步驟e中表面熱處理具體為退火、淬火和回火三個(gè)階段，先為退火工藝，退火溫度900~950 V，優(yōu)選為925 °C，保溫2~4小時(shí)后，優(yōu)選為3小時(shí)，以20~30 V /h冷卻到600 °C出爐，優(yōu)選為25°C /h。冷加工后去應(yīng)力退火，溫度60(T70(TC，優(yōu)選為650°C，保溫2h后在爐中冷卻；再進(jìn)行淬火工藝，淬火預(yù)熱分兩階段進(jìn)行，第一階段溫度為40(T50(TC，優(yōu)選為450°C，第二階段溫度為85(T90(TC，優(yōu)選為875°C，鋼材奧氏體化溫度為117(Tl21(TC，加熱系數(shù)為l(Tl5sec/mm，預(yù)熱結(jié)束后進(jìn)入淬火階段，在58(T620°C分級(jí)淬火后，優(yōu)選為600°C，再空冷至室溫，淬火過程采用鹽爐加熱；最后為回火工藝，回火溫度控制為540~56(TC，優(yōu)選為550°C，回火3次，每次保溫1小時(shí)，再空冷至室溫。
[0015]本實(shí)施例的有益效果是:此高速鋼的硬度能穩(wěn)定在66~69HRC，相對(duì)于美國的ASTM600中低合金高速鋼的要求高4~9HRC，并且在淬火后采用回火處理，回火溫度為540^560°C，使一部分沒有轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的殘余的奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，在高速切削產(chǎn)生高熱的情況下仍能保持聞?dòng)捕?，進(jìn)一步提聞了此聞速鋼的硬度和耐磨性。本聞速鋼具有超聞的紅硬性，使用此鋼材制作成型的高速鋼能較好地對(duì)各類金屬器件進(jìn)行切削，不易損壞，具有較長的使用壽命。
[0016]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種超硬高速鋼的組成，與實(shí)施例1的不同僅在于:所述組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稍有不同。
[0017]C:1.35 ；ff:6.5 ；Mo:5.3 ；Cr:4.5 ；V:2.5 ；Mn:0.4 ；S1:1.0 ；P:0.03 ；S:0.03 ；A1:
1.0 ；Nb:0.15 ；Re:0.12，其他成分:77.12。
[0018]實(shí)施例3:
本實(shí)施例提供一種超硬高速鋼的組成，與實(shí)施例1的不同僅在于:所述組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稍有不同。
[0019]C:1.28 ；ff:6.1 ；Mo:4.8 ；Cr:4.0 ；V:2.2 ；Mn:0.2 ；S1:0.7 ；P:0.01 ；S:0.01 ；A1:0.9 ；Nb:0.11 ；Re:0.03，其他成分:79.66。
[0020]實(shí)施例4:
本實(shí)施例提供一種超硬高速鋼的組成，與實(shí)施例1的不同僅在于:所述組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稍有不同。
[0021]C:1.32 ；ff:6.3 ；Mo:5.0 ；Cr:4.2 ；V:2.4 ；Mn:0.4 ；S1:0.9 ；P:0.028 ；S:0.015 ；Al:1.0 ；Nb:0.13 ；Re:0.08，其他成分:78.23。
[0022]實(shí)施例5:
本實(shí)施例提供一種超硬高速鋼的組成，與實(shí)施例1的不同僅在于:所述組成的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稍有不同，也是最優(yōu)選擇。
[0023]C:1.30 ；ff:6.2 ；Mo:4.9 ；Cr:4.1 ；V:2.3 ；Mn:0.3 ；S1:0.8 ；P:0.02 ；S:0.01 ；A1:0.95 ；Nb:0.12 ；Re:0.05 ;其他成分:78.95。
[0024]實(shí)施例Γ5僅用于解釋本發(fā)明，其中實(shí)施例5作為最優(yōu)配方選擇，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超硬高速鋼，其特征在于:其主要化學(xué)成分包括C、W、Mo、Cr、V、Mn、S1、P、S、Al、Nb、Re及其他成分，具體重量百分比(％)如下:C:1.25?1.35 ；ff:6.0~6.5 ；Μο:4.7~5.3 ；Cr:4.0~4.5 ；V:2.0~2.5 ；Μη:0.2~0.4 ；Si:0.6~1.Ο ；Ρ:(Γθ.03 ；S:(Γθ.03 ；Α1:0.6~1.Ο ；Nb:0.1(Γθ.15 ；Re:0.03?0.12，其他成分:77.12?80.52。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超硬高速鋼，其特征在于:各主要成分重量百分比(％)為 C:1.28?1.32 ；ff:6.Γ6.3 ；Mo:4.8?5.0 ；Cr:4.0~4.2 ；V:2.2?2.4 ；Μη:0.2~0.4 ；Si:0.7~0.9 ；Ρ:(Γθ.028 ；S:(Γθ.015 ；Α1:0.9?1.0 ；Nb:0.?ΓΟ.13 ；Re:0.03?0.08，其他成分:78.23~79.68。3.制作權(quán)利要求1所述的一種超硬高速鋼的的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: a.米用鶴砂、鑰砂、砂輪灰、廢鋼作為原料，在中頻感應(yīng)爐中冶煉； b.采用步進(jìn)式煤氣爐加熱將鋼錠燒透，開鍛切成固定長度； c.捶打鍛造成型； d.連乳、拉拔成材； e.進(jìn)行表面熱處理，再深加工制成所需工具； f.成品入庫。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超硬高速鋼的的制備方法，其特征在于:步驟e中表面熱處理具體為退火、淬火和回火三個(gè)階段，先為退火工藝，退火溫度90(T95(TC，保溫2~4小時(shí)后以2(T30°C /h冷卻到600°C出爐，冷加工后去應(yīng)力退火，溫度60(T70(TC，保溫2h后在爐中冷卻；再進(jìn)行淬火工藝，淬火預(yù)熱分兩階段進(jìn)行，第一階段溫度為40(T50(TC，第二階段溫度為85(T90(TC，鋼材奧氏體化溫度為117(Tl21(TC，加熱系數(shù)為l(Tl5sec/mm，預(yù)熱結(jié)束后進(jìn)入淬火階段，在58(T62(TC分級(jí)淬火后，再空冷至室溫，淬火過程采用鹽爐加熱；最后為回火工藝，回火溫度控制為54(T560°C，回火3次，每次保溫1小時(shí)，再空冷至室溫。
【專利摘要】一種超硬高速鋼及其制備方法，其主要化學(xué)成分包括C、W、Mo、Cr、V、Mn、Si、P、S、Al、Nb、Re及其他成分，具體重量百分比（%）如下：C：1.25~1.35；W：6.0~6.5；Mo：4.7~5.3；Cr：4.0~4.5；V：2.0~2.5；Mn：0.2~0.4；Si：0.6~1.0；P：0~0.03；S：0~0.03；Al：0.6~1.0；Nb：0.10~0.15；Re：0.03~0.12，其他成分：77.12~80.52。此高速鋼的硬度能穩(wěn)定在66~69HRC，使用此鋼材制作成型的高速鋼能較好地對(duì)各類金屬器件進(jìn)行切削，不易損壞，具有較長的使用壽命。
【IPC分類】C21D1/18, C22C38/26, C21D1/26
【公開號(hào)】CN105441809
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410393819
【發(fā)明人】朱小坤
【申請(qǐng)人】江蘇天工工具有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年8月12日