[发明专利]一种降成本改性高速钢及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种降成本改性高速钢及其制备工艺，其由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.72%~0.88%，Si：0.12%~0.5%，Mn：0.12%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：4.35%~4.99%，W：5.62%~6.8%，Mo：4.65%~5.58%，V：0.6%~1.4%，Co：0.32%~1.32%，余量为Fe。本发明将传统M2中的V含量控制在0.6%~1.4%，大大降低了原料成本的同时降低了碳化物数量，使得高速钢的碳饱和度趋于低温淬火，使本发明的高速钢适用于模具选材。

技术领域

本发明属于合金领域，特别涉及一种降成本改性高速钢及其制备工艺。

背景技术

高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢。高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢，它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。

M2是钨钼系高速钢,具有碳化物不均匀性小和韧性较高的优点。易于过热,故应严格控制淬火加热温度,对热处理保护要求较严。由于其硬度和耐磨性好,多用于制造切削较难切削材料的刀具。M2高速钢具有碳化物倾向性较大,故对热处理保护要求较严,只适合承受震动和冲击荷载的模具。而模具行业使用高速钢的淬火工艺，普遍在1160℃-1180℃之间，传统M2高速钢的淬火温度需要1220℃以上，那对传统M2高速钢的固溶效果不明显，从而存在浪费资源和模具产品出现崩模或爆模现象；而随着2018年9月份V的大幅涨价，50%V铁在达50万元/吨时，传统M2的成本急剧增加，加上在模具行业的使用现状，为能节能减资源，并给模具行业提供专用的高速，因此，迫切需要研发一种性价比高的高性能的高速钢。

发明内容

针对传统M2高速钢的缺陷，本发明的目的在于，在M2高速钢的基础上，提供一种降成本改性高速钢，降低V含量的同时，重新设计其他元素配比，使得高速钢可获得趋于低温淬火时充分的固溶组织；本发明的另一目的在于提供一种降成本改性高速钢的制备工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降成本改性高速钢，由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.72%~0.88%，Si：0.12%~0.5%，Mn：0.12%~0.5%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：4.35%~4.99%，W：5.62%~6.8%，Mo：4.65%~5.58%，V：0.6%~1.4%，Co：0.32%~1.32%，余量为Fe。

本发明的进一步改进方案为：

一种降成本改性高速钢，由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.78%~0.86%，Si：0.2%~0.45%，Mn：0.2%~0.4%，P：≤0.03%，S：≤0.03%，Cr：4.4%~4.95%，W：5.7%~6.75%，Mo：4.7%~5.5%，V：0.75%~0.95%，Co：0.6%~0.9%，余量为Fe。

本发明的更进一步改进方案为：

一种降成本改性高速钢的制备工艺，包括以下步骤：

第一步、冶炼：按照上述配比，将原料经过中频炉、炉外精炼、真空脱气或经过电炉、炉外精炼、真空脱气冶炼，冶炼后浇注成钢锭，将得到的钢锭进行等温球化退火；

第二步、锻轧：将第一步冶炼得到的钢锭锻轧成成品钢，将得到的成品钢进行等温球化退火；

第三步、淬火：将第二步得到的成品钢进行淬火处理，根据成品厚度设定淬火时间，随后回火3~5次，每次回火温度为540℃~560℃。

第一步中所述中频炉为15吨中频炉；所述电炉为10~30吨电炉。