一種刀具用不銹鋼的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種刀具用不銹鋼的制備方法，所述不銹鋼由C、Si、Mn、Cr、Ti、B、P、S和Fe組成；所述制備方法包括如下步驟：1)冶煉；2)初軋：將板坯加熱至1260～1300℃并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1220～1240℃、每道次壓下率控制在15～30％；3)精軋：其開軋溫度控制在920～960℃、終軋溫度控制在800～900℃、最后三道次累計壓下率35～55％；4)熱處理：淬火溫度控制在1140～1160℃、保溫，其保溫時間為2～3小時；以15～30℃/s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火：加熱溫度控制在180～220℃，保溫時間為3～4小時；空冷至室溫。
【專利說明】一種刀具用不銹鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種刀具用不銹鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼材料具有不生銹、耐用、美觀的特點，被刀具生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用于制作廚房刀具、剪刀及手術(shù)刀具。但常用的不銹鋼材料硬度低、耐磨性不夠理想，刀刃鋒利度差且保持時間短。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人們生活水平地提高，人們對刀具性能提出了更高的要求，因此，也有很多人在積極研發(fā)刀具用材料。
[0003]專利號為ZL01126989.8的中國發(fā)明專利說明書公開了一種適用于刀具的銅合金材料，由Cu、Zn、Sn組成，其中按各原料的重量配比組成為:60~90% Cu,5~20% Zn、其余為金屬Sn。該合金材料耐腐蝕耐磨，專用于制作食品餐飲類刀具，包括各種規(guī)格的切菜刀、水果刀、熟食刀等。專利申請?zhí)枮?00710011128.8的中國發(fā)明專利申請公開說明書介紹了一種刀具專用鋼材，其各成分的重量百分比為:0.85~0.95% C，0.4~0.5% Si，0.4~
0.5% Mn, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.02%, 14.5 ~15.5% Cr,0.4 ~0.6% Mo,0.2 ~0.3% V，其余為Fe以及不可避免的微量雜質(zhì)，該發(fā)明通過提高材料中碳的含量來提高鋼的強度和硬度。
[0004]以上技術(shù)中，前者文獻(xiàn)記載銅合金材料以銅為基體，生產(chǎn)成本高，而且熱加工性能差，需要采用粉末冶金方法制造，工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低。后者文獻(xiàn)所介紹的不銹鋼材料為提高硬度，添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%以上的C，但是實踐證明不銹鋼中添加C含量超過0.7%就成為過共析鋼，將形成粗大的脆性共晶碳化物，使鋼材加工時易開裂，并且做成刀具時極易崩口 ；并且該材料的Cr含量低，不能滿足不銹鋼所要求的最低12% Cr含量，其耐蝕性差、易生銹，而且淬火后還需經(jīng)-80°C的深冷處理，刀具殘余應(yīng)力高、變形大、易開裂，現(xiàn)場生產(chǎn)也難以實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種刀具用不銹鋼的制備方法，該方法制備的不銹鋼強度高、韌性好，耐磨性優(yōu)異，硬度較高，適宜用作刀具生產(chǎn)。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種刀具用不銹鋼的制備方法，所述不銹鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C
0.40 ~0.50%,Si0.60 ~0.80%,Mn 1.20 ~L 40%,Cr 14.0 ~16.0%,Ti0.05 ~0.07%,B 0.006~0.008%, P^0.020%, S^0.015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0008]1)冶煉:采用鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆注成板坯；
[0009]2)初軋:將板坯加熱至1260~1300°C并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1220~1240°C、每道次壓下率控制在15~30% ；[0010]3)精軋:其開軋溫度控制在920~960°C、終軋溫度控制在800~90(TC、最后三道次累計壓下率35~55% ;
[0011]4)熱處理:淬火溫度控制在1140~1160°C、保溫，其保溫時間為2~3小時；以15~30°C /s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火:加熱溫度控制在180~220°C，保溫時間為3~4小時；空冷至室溫。
[0012]本發(fā)明各元素的作用及機理:
[0013]碳是鋼中不可缺少的提高鋼材強度和硬度的元素之一，本鋼種需要非常好的硬度來保證鋼板的耐磨性，因此，較高的碳含量是必不可少的。但鋼中碳含量太高容易造成鋼材韌性下降，并導(dǎo)致鋼材焊接性能差。因此，為了保證鋼板具有高的硬度、較好的韌性、優(yōu)良的冷成型性和焊接性能，將碳含量限定在0.40~0.50%。
[0014]硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度，硅可使C曲線右移，提高鋼的淬透性。本鋼種強度和硬度要求較高，必須添加較高的硅元素來保證。
[0015]錳能與鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度；錳同時能很好的穩(wěn)定奧氏體組織，進一步增強鋼的淬透性；錳還可使鋼在受到?jīng)_擊而產(chǎn)生變形時，使鋼材表面層得到強化而具有高的耐磨性；錳與硫形成熔點較高的MnS，可有效防止FeS的產(chǎn)生所導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象。
[0016]鉻(Cr)是不銹鋼的主要元素，其含量需高于13%才具有完全的防銹能力，Cr含量高、耐蝕性高，但含量高時易形成脆性Cr的金屬間化合物，因此將Cr含量目標(biāo)值控制在14.0~16.0%范圍內(nèi)。
[0017]鈦(Ti)是為了形成細(xì)小的TiC第二相粒子，阻止鋼加熱時晶粒長大，保證鋼中組織細(xì)化、提高強韌性，同時抑制Cr23C6碳化物在鋼中晶界上的析出，降低不銹鋼的晶間腐蝕敏感性。
[0018]加入B的目的主要是增加鋼的淬透性，從而省去其他較稀有貴重的金屬。硼是增強鋼淬透性最有效的元素之一，但主要靠有效硼(即存在晶體間隙，而不與其他元素化合的硼)來實現(xiàn)。
[0019]本發(fā)明要求P < 0.020 %和S < 0.015 %:磷在鋼中具有容易造成偏析、惡化焊接性能、顯著降低鋼的低溫沖擊韌性、提高脆性轉(zhuǎn)變溫度等不利影響。硫易與錳結(jié)合生成MnS夾雜，硫還影響鋼的低溫沖擊韌性。因此，本發(fā)明應(yīng)盡量減少磷、硫元素對鋼性能的不利影響，通過對鐵水進行深脫硫預(yù)處理、真空處理等手段，控制磷、硫含量，從而減輕其不利影響。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)異效果在于:
[0021]I)合金成分簡單，貴重合金元素加入較少，同時生產(chǎn)工藝簡單，成材率和性能合格率高，使得生產(chǎn)成本較低，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益；
[0022]2)所制備的不銹鋼力學(xué)性能優(yōu)良，強度、硬度高，具有一定的韌性，淬透性良好，且耐磨性良好，完全滿足用戶使用要求；經(jīng)試驗證明，本發(fā)明的鋼具有高硬度、高韌性和很好的耐腐蝕性，適用于制造廚房刀具、剪刀及手術(shù)刀。
【具體實施方式】
[0023]實施例一
[0024]一種刀具用不銹鋼的制備方法，所述不銹鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.40%, Si 0.80 %、Mn 1.20%, Crl6.0%, Ti 0.05%, B 0.008%, P ^ 0.020%,S ( 0.015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0025]I)冶煉:采用鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆注成板坯；
[0026]2)初軋:將板坯加熱至1260°C并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1240°C、每道次壓下率控制在15% ；
[0027]3)精軋:其開軋溫度控制在920°C、終軋溫度控制在900°C、最后三道次累計壓下率 35% ；
[0028]4)熱處理:淬火溫度控制在1140°C、保溫，其保溫時間為3小時；以15°C /s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火:加熱溫度控制在220°C，保溫時間為3小時；空冷至室溫。
[0029]實施例二
[0030]一種刀具用不銹鋼的制備方法，所述不銹鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.50 Si 0.60 Mn 1.40 Cr 14.0 Ti 0.07%, B 0.006 P ^ 0.020 %、S ( 0.015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0031]I)冶煉:采用鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆注成板坯；
[0032]2)初軋:將板坯加熱至1300°C并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1220°C、每道次壓下率控制在30% ；
`[0033]3)精軋:其開軋溫度控制在960°C、終軋溫度控制在800°C、最后三道次累計壓下率 55% ；
[0034]4)熱處理:淬火溫度控制在1160°C、保溫，其保溫時間為2小時；以30°C /s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火:加熱溫度控制在180°C，保溫時間為4小時；空冷至室溫。
[0035]實施例三
[0036]一種刀具用不銹鋼的制備方法，所述不銹鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:C 0.45 Si 0.70 Mn 1.30 Cr 15.0 Ti 0.06%, B 0.007 P ^ 0.020 %、S ( 0.015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟:
[0037]I)冶煉:采用鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆注成板坯；
[0038]2)初軋:將板坯加熱至1280°C并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1230°C、每道次壓下率控制在25% ；
[0039]3)精軋:其開軋溫度控制在940°C、終軋溫度控制在850°C、最后三道次累計壓下率 45% ；
[0040]4)熱處理:淬火溫度控制在1150°C、保溫，其保溫時間為2.5小時；以20°C /s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火:加熱溫度控制在200°C，保溫時間為3.5小時；空冷至室溫。
【權(quán)利要求】
1.一種刀具用不銹鋼的制備方法，其特征在于，所述不銹鋼以重量百分?jǐn)?shù)計由下列組份組成:c 0.40 ~0.50%, Si0.60 ~0.80%, Mn 1.20 ~1.40%, Cr 14.0 ~16.0%,Ti0.05 ~0.07%, B 0.006 ~0.008%, P ≤ 0.020%, S ≤ 0.015%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)；所述制備方法包括如下步驟: 1)冶煉:采用鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，RH真空脫氣處理，全流程保護澆注成板坯； 2)初軋:將板坯加熱至1260~1300°C并充分奧氏體化；其開軋溫度控制在1220~1240°C、每道次壓下率控制在15~30% ; 3)精軋:其開軋溫度控制在920~960°C、終軋溫度控制在800~900°C、最后三道次累計壓下率35~55% ； 4)熱處理:淬火溫度控制在1140~1160°C、保溫，其保溫時間為2~3小時；以15~300C /s的冷卻速度將鋼板用水冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms以下；低溫回火:加熱溫度控制在180~220°C，保溫時間為 3~4小時；空冷至室溫。
【文檔編號】C22C38/32GK103789643SQ201210421227
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】錢永清 申請人:無錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)蕩口青蕩金屬制品廠