[发明专利]一种细晶粒免正火工具钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种细晶粒免正火工具钢及其生产方法，化学成分质量百分比为：C：0.54%~0.56%、Si：0.27%~0.40%、Mn：0.30%~0.40%、Cr：0.35%~0.45%、Ni：0.35%~0.40%、Al：0.015%~0.025%；P≤0.012%，S≤0.004%，余量为Fe。本发明相较传统的60工具钢，具有更高的纯净度、更高的强度和耐磨性。非金属夹杂物A、B、D、Ds类≤1.0级、C类0级，抗拉强度Rm≥820Mpa，屈服强度Rel≥530Mpa，断后伸长率≥19%，断面收缩率≥44%，硬度≥235HB；耐磨性提升30%以上，耐用性提升50%。本发明通过原材料的细晶粒控制免去正火处理的过程，减少能源消耗和环境污染，提高生产效率，降低生产成本。

技术领域：

本发明涉及钢铁行业中的工具钢，具体涉及一种细晶粒免正火工具钢及其生产方法。

背景技术：

工具是指工作时所需用的器具。按照驱动类别可将工具分为：机动工具、手动工具。工具在生产、生活中是必不可少的，工具的优劣影响着工业发展的水平。目前，最常用的手动工具有扳手类、钳子类、螺丝刀类、卷尺类、锤子类、套筒类、切削类、剪刀类、组套类、辅助类等。目前国内外多使用60钢材质锻造手动工具，经正火后使用。

GB/T 699-2015《优质碳素结构钢》标准中对60钢材质进行了以下规定：C:0.57%-0.65%，Si:0.17%~0.37%，Mn:0.50%-0.80%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr≤0.25%，Ni≤0.30%，Cu≤0.25%。工具作为生产、生活中的必备器具，往往因为质量问题，耐用性不高，使用一段时间就需要更换或维修。目前企业对工具的使用寿命要求越来越高，因此越来越多的工具生产厂家要求工具具有更高的耐用性，那就是要求工具具有更高的强韧性、耐磨性。工具生产过程往往还需要经过正火处理，不仅增加能耗，还对环境造成污染。传统的60优质碳素结构钢材料已经不能满足这一要求，因此急需一种低能耗、清洁、高强韧性、高耐磨性的工具钢。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种细晶粒免正火工具钢及其生产方法。提高材料的强韧性和耐磨性，通过微合金化细晶处理，替代锻造后的正火，最终达到工具所需的性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种细晶粒免正火工具钢，化学成分质量百分比为：C：0.54%~0.56%、Si：0.27%~0.40%、Mn：0.30%~0.40%、Cr：0.35%~0.45%、Ni：0.35%~0.40%、Al：0.015%~0.025%；P≤0.012%，S≤0.004%，余量为Fe。

本发明进一步改进方案是，C：0.56%、Si：0.40%、Mn:0.40%、P：0.010%、S：0.003%、Cr：0.45%、Ni：0.40%、Cu：0.03%、Al：0.018%。

本发明进一步改进方案是，力学性能Rm：883Mpa、Rel：571Mpa、A：19%、Z：44%，硬度：256HB。

本发明可从材质上将工具的强韧性、耐磨性提高，还可以通过原材料的细晶粒控制免去正火处理的过程，减少能源消耗和环境污染，提高生产效率，降低生产成本。本发明的生产方法，生产的细晶粒免正火工具钢性能更均匀、稳定。

下面具体说明本发明细晶粒免正火工具钢化学成分的限定理由：

C：能有效提高钢的强度和淬透性，但为防止正火变形及开裂，考虑材质强韧性的要求，本发明C含量比现有60钢设计要低，控制在0.54%-0.56%之间；

Si：是一种脱氧剂，能固溶于铁素体和奥氏体中提高钢的强度和硬度；在本发明中，对强度起到一定的提升作用，主要是作为脱氧剂使用，因此本发明Si含量控制在0.27%-0.40%之间；