專利名稱：一種高強(qiáng)度合金工具鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于切削刀具、破巖刀具以及模具制造技術(shù)領(lǐng)域的高強(qiáng)度合金工具鋼，是對(duì)現(xiàn)有合金工具鋼材料性能的進(jìn)一步改善。
背景技術(shù)：
合金工具鋼由于具有較高的強(qiáng)度和硬度，已被廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，包括機(jī)械制造、石油鉆探、采礦、隧道等?，F(xiàn)有的合金工具鋼其材料硬度通常最高可達(dá)HRC56左右，如欲提高其硬度，就會(huì)使材料的韌性下降，從而降低材料的強(qiáng)度，使材料發(fā)生脆、裂、崩現(xiàn)象；若提高材料的韌性，使材料強(qiáng)度增高，則又會(huì)影響材料的硬度，材料的耐磨性相應(yīng)受損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種能使材料的硬度和綜合性能得到進(jìn)一步改善和提高的高強(qiáng)度合金工具鋼。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為包括有Fe和合金元素，其不同之處在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C(碳) 0.4～0.6％Cr(鉻)3.5～6％Mo(鉬)0.5～2.5％Si(硅)0.4～2.5％V(釩) 0.4～2.0％Mn(錳)0.1～1.0％Fe(鐵)余量。
本發(fā)明可由常規(guī)冶煉方法冶煉而成，常存雜質(zhì)元素P、S均應(yīng)小于0.03％。
本發(fā)明通過(guò)合理調(diào)整合金元素的組份和含量來(lái)提高合金工具鋼的綜合理化性能。其中Cr的主要作用是提高淬透性，同時(shí)提高回火穩(wěn)定性，其碳化物具有極高硬度，可使鋼的硬度、耐磨性提高；Mo除增大鋼的淬透性及回火穩(wěn)定性，還可細(xì)化晶粒，減少回火脆性并提高熱硬性；Si對(duì)回火后組織有很好強(qiáng)化作用，提高了鋼的強(qiáng)度、彈性極限和屈強(qiáng)比，同時(shí)又不降低韌性；碳化物VC在鋼中1200℃以上才開(kāi)始有明顯的溶解，因此在增大鋼的淬透性外，還能提高奧氏體的粗化溫度，造成對(duì)材料強(qiáng)度和韌性十分有利的細(xì)晶粒微觀結(jié)構(gòu)，并且含有合金元素V和Mo的馬氏體具有較高的抗回火軟化能力，從而提高了鋼的熱硬性。
本發(fā)明的合金鋼經(jīng)1100～1200℃高溫淬火及500～580℃的三次回火處理，其最高硬度可達(dá)HRC58-62，金相組織為回火馬氏體和均勻、細(xì)小的碳化物。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明具有高的熱硬性和高溫耐磨性，高的熱疲勞抗力和化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)還具有足夠的韌性和機(jī)械強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
以下進(jìn)一步介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C 0.48％ Si 1.5Mn 0.5％％ Cr 5.5％Mo 1.8％ V 1.2％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
上述實(shí)施例的材料經(jīng)高溫淬火和三次回火處理，硬度達(dá)HRC58-62，金相組織為回火針狀馬氏體及細(xì)小，均勻的碳化物，該材料具有優(yōu)良的機(jī)械性能，能滿足刀具在惡劣工況下的使用性能，用該材料制作隧道施工盾構(gòu)機(jī)的盤(pán)形滾刀刀圈，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，其耐磨性及沖擊韌性明顯優(yōu)于現(xiàn)有同類材料。
實(shí)施例2Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C 0.4％ Si1.5Mn 0.5％ Cr4.8％Mo 1.5％ V 1.0％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
該材料經(jīng)高溫淬火和三次回火，硬度達(dá)到HRC56-58，金相組織為回火馬氏體及均勻的碳化物，該材料制成的刀具能滿足較惡劣工況的使用性能。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度合金工具鋼，包括有Fe和合金元素，其特征在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C 0.4～0.6％ Cr 3.5～6％ Mo 0.5～2.5％Si 0.4～2.5％ V 0.4～2.0％Mn 0.1～1.0％Fe 余量。
2.按權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度合金工具鋼，其特征在于常存雜質(zhì)元素P、S均應(yīng)小于0.03％。
3.按權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度合金工具鋼，其特征在于最高硬度可達(dá)HRC58-62。
4.按權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度合金工具鋼，其特征在于Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C 0.48％Si 1.5Mn 0.5％ Cr 5.5％Mo 1.8％ V 1.2％ P ≤0.03％ S ≤0.03％Fe 余量。
5.按權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度合金工具鋼，其特征在于Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為C 0.4％Si 1.5 Mn 0.5％ Cr 4.8％Mo 1.5％V 1.0％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于切削刀具、破巖刀具以及模具制造技術(shù)領(lǐng)域的高強(qiáng)度合金工具鋼,是對(duì)現(xiàn)有合金工具鋼材料性能的進(jìn)一步改善。包括有Fe和合金元素,其不同之處在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計(jì)為:C(碳)0.4～0.6%,Cr(鉻)3.5～6%,Mo(鉬)0.5～2.5%,Si(硅)0.4～2.5%,V(釩)0.4～2.0%,Mn(錳)0.1～1.0%,Fe(鐵)余量。本發(fā)明的合金鋼經(jīng)1100～1200℃高溫淬火及500～580℃的三次回火處理,其最高硬度可達(dá)HRC58－62,金相組織為回火馬氏體和均勻、細(xì)小的碳化物。實(shí)驗(yàn)表明,本發(fā)明具有高的熱硬性和高溫耐磨性,高的熱疲勞抗力和化學(xué)穩(wěn)定性,同時(shí)還具有足夠的韌性和機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C22C38/24GK1422972SQ0214786
公開(kāi)日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者周勇慶, 郭國(guó)忠, 帥柏春 申請(qǐng)人:江漢石油鉆頭股份有限公司