[发明专利]高表面硬度折弯性能优异的高碳球化索氏体刃具钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种高表面硬度折弯性能优异的高碳球化索氏体刃具钢及其生产方法，钢板的化学成分为：C 0.60％～1.0％，Si≤0.1％，Mn 0.4％～1.5％，Ca 0.0005％～0.05％，Re0.01％～0.5％，Al≤0.06％，Mg≤0.05％，Ca/S≥0.3，Ca/Mg≥1，Ca/Re≥0.02，Sn 0.1％～1.0％，P≤0.020％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明所生产的刃具钢含Si量低，表面光洁，无晶界氧化层和脱碳层，抗拉强度700MPa～800MPa，屈强比50％以下，180°折弯不开裂，折弯性能优异，无需热处理表面硬度48HRC以上,耐磨性优异。

技术领域

本发明涉及刃具钢生产技术领域，尤其涉及一种高表面硬度折弯性能优异的高碳球化索氏体刃具钢及其生产方法。

背景技术

常规刃具钢由于碳含量高，热轧组织以珠光体为主，脆性大，在折弯很小的角度后即开裂，因此不适合折弯加工成形状复杂的零件。随着时代的发展，刃具钢用途越来越广，对其性能要求也越来越高，不仅要求热处理后使用硬度42HRC以上，加工的形状也越来越复杂。为满足一些复杂零件的折弯加工需求，通常采用冷轧退火刃具钢作原料，经多道次退火、冷轧才能满足折弯使用需求，生产成本高。热轧板的成分和组织是影响其折弯性能和使用硬度的主要因素，而表面氧化脱碳也是影响其硬度和折弯性能的主要因素之一，而且由于脱碳层深，打磨量大，因此生产效率低。目前，高碳刃具钢表面脱碳层深通常控制在板厚的2.0％左右，全厚度规格的最好水平也不超过板厚的1.0％，而且板厚越大越不易控制。

另一方面，热处理淬火产生油烟严重环境污染，且加热能源消耗大。

为适应时代发展，满足刃具钢加工形状复杂零件的需求，减少表面打磨量，提高生产效率，降低成本，急需开发一种折弯性能优异、成本低、脱碳层深度低或表面无氧化脱碳的高表面硬度刃具钢，替代热处理钢。

公告号为CN104745786B的中国发明专利公开了“一种免球化退火的用CSP线生产薄规格工具钢的方法”，涉及一种厚度为1-2.5mm薄工具钢钢板的生产方法，不能满足厚规格工具用钢板的使用需求；其采用低温轧制、快冷到马氏体转变温度附近低温卷取，再回火得到回火索氏体降低强硬性的生产工艺，一方面对卷取机能力要求极高，另一方面卷取过程中发生马氏体相变，马氏体脆性极大，极易断带，且卷后要进行550～700℃高温回火处理，成本较高。该技术方案中控制脱碳深度不超过板厚的1％。

公告号为CN103173598B的中国发明专利公开了“一种免退火型中高碳钢板制造工艺”，公开号为CN102417959A的中国专利申请公开了“一种免退火处理热轧S45C板带的生产方法”，采用两相区或铁素体区低温大压下轧制，高温卷取堆垛，得到60％铁素体和部分球化珠光体，软化降低钢板硬度到80-85HRB。上述工艺得到的钢板铁素体量多，块大，必须淬火回火才能使用，而且热处理后硬度低，不能满足高端刃具钢的使用要求。

公告号为CN100482406C的中国发明专利公开了一种“三层复合刀刃的刃具钢板的制造方法”，公告号为CN100462192C的中国发明专利公开了一种“双复合刀刃的刃具钢板的制造方法”，其刃具钢复合后也要进行热处理，工艺复杂，成本高。

公告号为CN103757546B的中国发明专利公开了一种“木工机械旋切机刀片用高合金刃具钢及其热加工工艺”，其刃具钢中Cr、V、W、Mo等合金含量高，还要经两次淬火处理，工艺复杂，成本高。

公开号为CN110499479A的中国专利申请公开了“一种电镀性能优异的高强栓紧带用钢及其制造方法”、公开号为CN110499447A的中国专利申请公开了“一种电镀栓紧带卡扣用钢及其制造方法”、公开号为CN111206179A的中国专利申请公开了“一种高疲劳寿命电镀板钩用钢及其制造方法”，主要通过控轧控冷控制钢板表面质量，使表面脱碳深度不超过板厚的1.5％，从而提高电镀性能。热轧板硬度均在100HRB以下，需要淬火、回火等多道热处理工序才能达到使用要求的37HRC以上硬度，成本高，且效率低。