[发明专利]一种锉刀用碳素工具钢盘条及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料制作领域，具体涉及一种锉刀用碳素工具钢盘条及其制备方法。盘条的化学成份按重量百分数计为，[C]1.26～1.32％、[Si]0.08～0.18％、[Mn]0.20～0.35％、[Cr]0.55～0.70％、[V]0.10～0.25％、[P]≤0.025％、[S]≤0.025％、[Al]≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质。制备方法包括转炉冶炼、LF精炼、小方坯连铸和轧制步骤，本发明添加了一定量的Cr、V元素，严控铝含量，避免石墨碳析出的同时，有效提高了锉刀的硬度和耐磨性能等技术指标，组织均匀，通条性好，脱碳层深度≤直径的0.6％，无液析和脆断现象发生。

技术领域

本发明属于金属材料制作领域，具体涉及一种锉刀用碳素工具钢盘条及其制备方法。

背景技术

工具钢是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。碳素工具钢是常见的一类工具钢，由于其生产成本较低，原材料来源方便，易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度，因而得到广泛应用。

锉刀是一种多刃口、主要用于锉削硬度较高材料的切削工具。由于其特殊的工作环境，要求锉刀具有高硬度、较高的强度、良好的耐磨性等特性，而目前由现有的工具钢盘条经加工后制得的锉刀常出现断齿崩刃、开裂、断裂、磨损严重等非正常失效形式，使用寿命较低，造成这种现象的主要原因是：现有锉刀用工具钢盘条韧性较差，脱碳层深，组织不均匀，碳化物在钢中的分布不均匀，甚至沿晶界出现碳化物定向的缺陷，导致钢材性能变差；且由于盘条含碳量非常高，若工艺控制不当易造成石墨化析出，盘条发生脆断现象。

发明内容

本发明针对以上技术难题，通过设计合理的化学成分、选择合理的工艺，提供一种锉刀用碳素工具钢盘条及其制备方法，确保工具钢盘条成本低廉、纯净度高、组织均匀、通条性好，脱碳层深度≤直径的0.6％，无液析和脆断现象发生，完全满足高标准锉刀用盘条的技术要求，用此盘条制得的锉刀硬度高且均匀，达70～72HRC，使用寿命长，显著降低了断齿崩刃、断裂、磨损严重等非正常失效形式出现的概率，

本发明所提供的锉刀用碳素工具钢盘条的化学成份按重量百分数计为：[C]1.26～1.32％、[Si]0.08～0.18％、[Mn]0.20～0.35％、[Cr]0.55～0.70％、[V]0.10～0.25％、[P]≤0.025％、[S]≤0.025％、[Al]≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质，

优选地，其化学成份按重量百分数计为：[C]1.27～1.31％、[Si]0.11～0.15％、[Mn]0.26～0.30％、[Cr]0.62～0.70％、[V]0.15～0.20％、[P]≤0.020％、[S]≤0.020％、[Al]≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质，

本发明成分设计理由：

C可以提高钢的淬硬性、热硬性和耐磨性能，保证热处理后钢中碳化物数量，但含量过高会使钢的韧性降低；

Si可以增加钢的淬透性，提高钢的回火稳定性，但含量过高会使钢在高温加热时易脱碳和促进石墨化，

其中，脱碳是钢加热时表层碳含量降低的现象，脱碳的过程即钢中碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳离开钢材料(除碳外，其他元素如硅、锰、铬等未离开钢材料)，导致硬度下降；而钢的石墨化是指，高温下钢中碳化物会分解成游离的石墨，使钢的强度和塑性显著降低而引起钢的脆断，析出就是指的钢中碳化物形成石墨的过程，但仍存在于钢的内部，而非从钢中脱除，这一点与脱碳不同；

Mn可以起到固溶强化的作用，但锰含量过高会增加钢的过热倾向；

Cr可以增加碳化物的耐磨性，提高钢的强度、硬度及回火抗力，抑制钢的石墨化倾向，但含量过高会影响钢的韧性；

V可以细化组织晶粒，提高强度和韧性，但含量过高会增加成本；