[发明专利]一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺，具体涉及金属材料技术领域，其成分如下：碳、钒、铬、钼、镍、铌、硅、磷、硫、钼、钨、锰、钴，其余为铁。本发明具有从源头上保证了高速钢纯净度要求，将有害元素含量控制在极低的水平，改善了碳化物分布，提高了高速钢的工艺性能的优点。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺。

背景技术

高速钢兼具高硬度、高红硬性、良好的韧性等优点，广泛应用于制造麻花钻、丝锥、车刀、铣刀等高速切削工具，还用于高载荷模具及特殊耐热耐磨零部件。然而，高速钢属于难变形的钢种，其塑性变形能力差，加工过程中易发生开裂，成材率不高，显著增加了高速钢工具的生产成本。改善高速钢加工塑性、提高高速钢成材率，是高速钢生产企业一直以来的技术难题。

高速钢塑性不足，主要与两方面因素有关：其一是，高速钢含有的碳元素和合金元素形成大量的硬质合金碳化物，质量分数高达20％左右，易出现碳化物尺寸粗大、分布不均匀等问题，这种状态的碳化物在加工过程中更易发生断裂，损害高速钢的塑性；其二是，高速钢基体硬度高，对夹杂物比较敏感，冶炼时纯净度不足，气体和有害元素含量偏高均会使夹杂物数量增多，进一步降低了高速钢的塑性。目前，高速钢生产主要采用铸锻工艺，工艺流程为：中频炉或电弧炉冶炼→LF、VD精炼→浇铸成电渣棒→电渣重熔→开坯、锻造、热轧→高速钢成品。对于高速钢传统的铸锻生产流程，目前主要采用电渣重熔、LF+VD精炼、稀土冶金、增大锻压比等方法，提高热塑性，然而制得的高速钢塑性不高。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种用于制造丝锥的高性能高速钢及其加工工艺，本发明避免了有害元素对高速钢塑性的不利影响，采用中频感应电炉进行精炼，避免熔炼和重熔过程中钢水与空气接触，改善了碳化物分布，进一步提高了高速钢的工艺性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于制造丝锥的高性能高速钢，其特征在于，其成分质量百分比如下：

碳1.01％-1.09％；钒4.0％-5.5％；铬4.0％-5.5％；钼4.0％-6.0％；镍0.5％-1.0％；铌1.0％-2.0％；硅0.4％-1.0％；磷＜0.04％；硫＜0.04％；钼＜8.72％；钨＜2.08％；锰＜0.38％；钴＜8.1％；其余为铁。

优选的，所述钴含量为5.5至8.1％。

一种用于制造丝锥的高性能高速钢加工工艺，包括如下步骤：

选料，将高碳铬铁合金、钼铁、钒铁和钨铁按待制备高性能高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：硫含量≤0.03％，磷含量≤0.025％；熔炼，将高速钢废料放回料装入中频感应电炉进行熔炼，在温度为1000度时，加入高碳铬铁合金，在温度为1500度时，加入钼铁和钨铁，在温度为1560度时，加入钒铁，搅拌，脱氧，加入炼钢脱氧剂进行脱氧；稀土元素孕育，出钢液温度不低于1560度，将稀土元素铈放在浇包内对钢液进行孕育，浇铸，浇铸后热处理，淬火前预热，预热温度为800至850度；再迅速加热到淬火温度：1190至1290度；冷却、回火，回火温度为480至520度；熔铸。

优选的，所述S3中脱氧采用按1kg铝条/吨钢液的量插入铝条进行脱氧。

优选的，所述S7中冷却方式为水冷。

优选的，所述冷却方式为纯水闭路循环冷却。

优选的，所述S8中回火温度为480度，每次保温1小时。

优选的，所述S8中回火次数为1至2次。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：