[发明专利]合金工具钢及其生产方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及合金材料，特别是合金钢，另外还涉及其制法。

二、背景技术：

合金工具钢淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢(碳质量分数大于0.8％)多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，虽然有足够的耐磨性，但脆性大、韧性差；碳含量中等的钢(碳质量分数0.35％-0.70％)多用于制造热作模具，这类钢淬火后的硬度稍低，但有良好的韧性及耐热性。

三、发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种合金工具钢，采用中碳烙低合金合理配置，达到合金工具钢的使用性能，其成本大大降低，其使用性能、耐磨性、耐热性及淬透性均优异；另外还提供其制法，简单易操作。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：合金工具钢，铁合金中含有下述重量百分比的化学成分制成：

碳0.37-0.44    锰0.60-0.90    硅1.80-2.20    铬4.60-5.60

钨0.10-0.40    钒0.10-0.40    钼0.20-0.60

镍≤0.30       磷≤0.03       硫≤0.03。

所述合金工具钢中化学成分重量百分比优选：

碳0.37-0.44    锰0.60-0.90    硅1.80-2.20    铬4.80-5.50

钨0.20-0.30    钒0.20-0.30    钼0.30-0.50

镍≤0.30    磷≤0.03    硫≤0.03。

所述合金工具钢钢材形状：钢丝、冷拔材、盘条、棒材、扁钢。

本发明所述合金工具钢的生产方法：采用电炉(EAF)+钢包精炼炉(LF)冶炼+VD真空脱气精炼或其它满足本技术要求的方法冶炼。

本发明合金工具钢配方合理，有色金属含量合理，保证合金性能优良，工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力。工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能，良好的热压力加工性能和机械加工性能，主要由化学成分、组织质量决定。淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性，淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况，淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。本发明合理配方充分保证了工具钢淬硬性和淬透性，工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低。本发明的化学成分保证了脱碳敏感性低，且产品经济，成本低，本发明合金工具钢配方主要适用于钢丝、冷拔材、盘条、棒材、扁钢等。

四、具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不限于具体实施例。

实施例1

合金工具钢按下述合金配方配制成直径φ2.2～19.3mm钢丝、冷拔材，采用电炉(EAF)+钢包精炼炉(LF)冶炼+VD真空脱气精炼冶炼。

合金工具钢中含有下述重量百分比的化学成分，

碳0.37    锰0.60    硅2.00    铬4.60

钨0.20      钒0.20      钼0.40      镍≤0.30

磷≤0.03    硫≤0.03    余量为铁。

所得的钢丝或冷拉材表面应光滑，无裂纹、折叠、分层、结疤缺陷存在。表面总脱碳层(铁素体+过渡层)深度：直径≤φ5.0mm，总脱碳层≤0.10mm；直径＞φ5.0mm，总脱碳层应不大于2.0％D(D为直径)。低倍组织检验，每批应在相当于钢锭头部的2支钢坯或钢材上取料。在横向酸浸低倍组织试片上，无目视可见的缩孔残余、夹杂、裂纹、气泡和白点。中心疏松和锭型偏析按GB/T1299所附第三评级图评定，合格级别应不大于2级。

实施例2

合金工具钢按下述合金配方配制成直径φ5.5～20mm退火盘条，采用电炉(EAF)+钢包精炼炉(LF)冶炼+VD真空脱气精炼冶炼。

合金工具钢中含有下述重量百分比的化学成分，

碳0.40      锰0.60      硅1.80      铬5.00

钨0.30      钒0.40      钼0.20