一種刀具用不銹鋼材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種刀具用不銹鋼材料及其制備方法，所述刀具用不銹鋼材料包括按照質量份數計的如下化學成分：碳、鉻、錳、鋅、鋁、鉬、氮、硅、鎳、銅、鈦、釩、鋇、鋰、鋯、錫、鈮、鉿、鑭、砷、硫、磷、生鐵、廢鐵。本發(fā)明添加了多種合金元素，通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，具有優(yōu)異的機械性能、工藝性能、耐高溫氧化性能和防腐蝕性能，并且具有良好的韌性和可塑性，同時具有高的耐沖擊性能，用其制作的刀具光亮、鋒利、不生銹，使用壽命長。
【專利說明】
一種刀具用不銹鋼材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼制品制作技術領域，具體是一種刀具用不銹鋼材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]電鉆是一種應用廣泛的電動工具，在建筑、加工等領域有廣泛的應用。電鉆的主要原理是通過電動機的轉動，帶動驅動作業(yè)裝置，從而使鉆頭刮削物體表面以洞穿物體，鉆頭是電鉆必不可少的部件之一。
[0003]目前鉆頭材料主要是高速鋼和硬質合金，這兩種合金硬度高、耐磨、紅硬性好，而且保持一定韌性，但是電鉆在使用過程中，經常出現(xiàn)折斷、刀刃易磨損或者彎曲現(xiàn)象，鉆頭經常需要更換，主要是因為鉆頭材料的硬度、耐磨性、韌性等性能不能達到平衡。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種硬度高、耐腐蝕的刀具用不銹鋼材料及其制備方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.3-0.5份、鉻15-25份、錳 1-1.5 份、鋅 0.8-1.2 份、鋁 1-2 份、鉬1-5 份、氮 0.1-0.3 份、硅 0.5-0.9 份、鎳 0.4-0.6 份、銅0.04-0.08份、鈦0.1-0.3份、釩0.02-0.04份、鋇0.06-0.08份、鋰0.02-0.04份、鋯0.02-0.04 份、錫0.02-0.04份、鈮 0.07-0.11 份、鉿 0.01-0.05 份、鑭0.03-0.07份、砷0.02-0.06份、硫0.008-0.012份、磷0.005-0.01 份、生鐵40-60份、廢鐵20-30份。
[0006]作為本發(fā)明進一步的方案:所述刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.35-0.45份、鉻18-22份、錳1.1-1.4份、鋅0.9-1.1份、鋁1.2-1.8份、鉬2-4份、氮0.15-0.25份、硅0.6-0.8份、鎳0.45-0.55份、銅0.05-0.07份、鈦0.15-0.25份、釩0.025-0.035份、鋇0.065-0.075份、鋰0.025-0.035份、鋯0.025-0.035份、錫0.025-0.035份、銀0.08-0.I份、鉿0.02-0.04份、鑭0.04-0.06份、砷0.03-0.05份、硫0.009-0.011份、磷0.006-0.009份、生鐵45-55份、廢鐵22-28份。
[0007]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.4份、鉻20份、錳1.2份、鋅I份、鋁1.5份、鉬3份、氮0.2份、硅0.7份、鎳0.5份、銅0.06份、鈦0.2份、釩0.03份、鋇0.07份、鋰0.03份、鋯0.03份、錫0.03份、鈮0.09份、鉿0.03份、鑭0.05份、砷0.04份、硫0.0I份、磷0.008份、生鐵50份、廢鐵25份。
[0008]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄； (3)進行鑄后熱處理，先由室溫以200-220°C/h的速率升溫至740-760°C，再以180-200°C/h的速率降溫至620-640°C，再以230-250°C/h的速率升溫至920-940°C，保溫3-4h;再以220-240°C/h率降溫至630-650°C，保溫50_70min，再以240-250°C/h速率降溫至200-220°C，保溫 2-3h;再以 160-170°C/h 速率升溫至 340-360°C，保溫40-50min，再以 160-170°C/h 速率升溫至500-520°C，保溫3-4h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1200-1600°C冶煉10_20min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠；
(5)將鑄錠在1000-1200°C保溫l_2h進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1000-1100°C固溶處理0.5-lh，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)；
(7)在500-700°C進行時效處理，處理時間0.5-1.5h，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明添加了多種合金元素，通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，具有優(yōu)異的機械性能、工藝性能、耐高溫氧化性能和防腐蝕性能，并且具有良好的韌性和可塑性，同時具有高的耐沖擊性能，用其制作的刀具光亮、鋒利、不生銹，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0010]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0011]實施例1
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.3份、鉻15份、錳I份、鋅0.8份、鋁I份、鉬I份、氮0.1份、硅0.5份、鎳0.4份、銅0.04份、鈦0.1份、釩0.02份、鋇
0.06份、鋰0.02份、鋯0.02份、錫0.02份、銀0.07份、鉿0.0I份、鑭0.03份、砷0.02份、硫0.008份、磷0.005份、生鐵40份、廢鐵20份。
[0012]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄；
(3)進行鑄后熱處理，先由室溫以200°C/h的速率升溫至740°C，再以180°C/h的速率降溫至620°C，再以230°C/h的速率升溫至920°C，保溫3h;再以220°C/h率降溫至630°C，保溫50min，再以240°C/h速率降溫至200°C，保溫2h;再以160°C/h速率升溫至340°C，保溫40min，再以160°C/h速率升溫至500V，保溫3h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1200°C冶煉1min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠；
(5)將鑄錠在100tC保溫Ih進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1000°C固溶處理0.5h，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)； (7)在500 °C進行時效處理，處理時間0.5h，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0013]實施例2
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.35份、鉻18份、錳1.1份、鋅0.9份、鋁1.2份、鉬2份、氮0.15份、硅0.6份、鎳0.45份、銅0.05份、鈦0.15份、釩0.025份、鋇0.065份、鋰0.025份、鋯0.025份、錫0.025份、銀0.08份、給0.02份、鑭0.04份、砷0.03份、硫0.009份、磷0.006份、生鐵45份、廢鐵22份。
[0014]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄；
(3)進行鑄后熱處理，先由室溫以205°C/h的速率升溫至745°C，再以185°C/h的速率降溫至625 °C，再以235 °C /h的速率升溫至925 V，保溫3.2h;再以225 °C /h率降溫至635 V，保溫55min，再以242°C/h速率降溫至205°C，保溫2.2h;再以162°C/h速率升溫至345°C，保溫42min，再以162°C/h速率升溫至505°C，保溫3.2h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1300°C冶煉12min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠；
(5)將鑄錠在1050°C保溫1.2h進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1020°C固溶處理0.6h，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)；
(7)在550°C進行時效處理，處理時間0.Sh，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0015]實施例3
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.4份、鉻20份、錳1.2份、鋅I份、鋁1.5份、鉬3份、氮0.2份、硅0.7份、鎳0.5份、銅0.06份、鈦0.2份、釩0.03份、鋇0.07份、鋰0.03份、鋯0.03份、錫0.03份、銀0.09份、給0.03份、鑭0.05份、砷0.04份、硫0.0I份、磷0.008份、生鐵50份、廢鐵25份。
[0016]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄；
(3)進行鑄后熱處理，先由室溫以210°C/h的速率升溫至750°C，再以190°C/h的速率降溫至630 °C，再以240 0C /h的速率升溫至930 V，保溫3.5h;再以230 °C /h率降溫至640 V，保溫60min，再以245 V /h速率降溫至210 V，保溫2.5h;再以165 °C /h速率升溫至350 V，保溫45min，再以165°C/h速率升溫至510°C，保溫3.5h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1400°C冶煉15min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠； (5)將鑄錠在I10tC保溫1.5h進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1050°C固溶處理0.8h，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)；
(7)在600°C進行時效處理，處理時間Ih，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0017]實施例4
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.45份、鉻22份、錳
I.4份、鋅I.I份、鋁I.8份、鉬4份、氮0.25份、硅0.8份、鎳0.55份、銅0.07份、鈦0.25份、釩0.035份、鋇0.075份、鋰0.035份、鋯0.035份、錫0.035份、鈮0.1份、鉿0.04份、鑭0.06份、砷0.05份、硫0.011份、磷0.009份、生鐵55份、廢鐵28份。
[0018]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄；
(3)進行鑄后熱處理，先由室溫以215°C/h的速率升溫至755°C，再以195°C/h的速率降溫至635 °C，再以245 0C /h的速率升溫至935 V，保溫3.8h;再以235 °C /h率降溫至645 V，保溫65miη，再以248 °C /h速率降溫至215 °C，保溫2.8h;再以168 °C /h速率升溫至355 °C，保溫48min，再以168 °C /h速率升溫至515 °C，保溫3.8h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1500°C冶煉18min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠；
(5)將鑄錠在1150°C保溫1.Sh進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1080°C固溶處理0.9h，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)；
(7)在650°C進行時效處理，處理時間1.2h，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0019]實施例5
一種刀具用不銹鋼材料，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.5份、鉻25份、錳1.5份、鋅1.2份、鋁2份、鉬5份、氮0.3份、硅0.9份、鎳0.6份、銅0.08份、鈦0.3份、釩0.04份、鋇0.08份、鋰0.04份、鋯0.04份、錫0.04份、鈮0.11份、鉿0.05份、鑭0.07份、砷0.06份、硫
0.012份、磷0.0I份、生鐵60份、廢鐵30份。
[0020]所述刀具用不銹鋼材料的制備方法，具體步驟如下:
(1)按照重量份稱取各原料；
(2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄；
(3)進行鑄后熱處理，先由室溫以220°C/h的速率升溫至760°C，再以200°C/h的速率降溫至640°C，再以250°C/h的速率升溫至940°C，保溫4h;再以240°C/h率降溫至650°C，保溫70min，再以250°C/h速率降溫至220°C，保溫3h;再以170°C/h速率升溫至360°C，保溫50min，再以170°C/h速率升溫至520V，保溫4h，取出空冷得鐵備用；
(4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1600 0C冶煉20min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠；
(5)將鑄錠在120(TC保溫2h進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣；
(6)將鍛造所得試樣在1100°C固溶處理lh，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)；
(7)在700°C進行時效處理，處理時間1.5h，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
[0021 ]本發(fā)明添加了多種合金元素，通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放原料，增加了合金的強度、耐磨性，減小了脆性，具有優(yōu)異的機械性能、工藝性能、耐高溫氧化性能和防腐蝕性能，并且具有良好的韌性和可塑性，同時具有高的耐沖擊性能，用其制作的刀具光亮、鋒利、不生銹，使用壽命長。
[0022]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種刀具用不銹鋼材料，其特征在于，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.3-0.5 份、鉻 15-25 份、錳 1-1.5 份、鋅 0.8-1.2 份、鋁 1-2 份、鉬1-5 份、氮 0.1-0.3 份、硅 0.5-0.9份、鎳0.4-0.6份、銅0.04-0.08 份、鈦0.1-0.3份、釩0.02-0.04份、鋇0.06-0.08 份、鋰0.02-0.04份、鋯0.02-0.04份、錫0.02-0.04份、鈮0.07-0.11份、鉿0.01-0.05份、鑭0.03-0.07份、砷0.02-0.06份、硫0.008-0.012份、磷0.005-0.01 份、生鐵40-60份、廢鐵20-30份。2.根據權利要求1所述的刀具用不銹鋼材料，其特征在于，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.35-0.45份、鉻18-22份、錳1.1-1.4份、鋅0.9-1.1份、鋁1.2-1.8份、鉬2-4份、氮0.15-0.25份、硅0.6-0.8份、鎳0.45-0.55份、銅0.05-0.07份、鈦0.15-0.25份、釩0.025-0.035份、鋇0.065-0.075份、鋰0.025-0.035份、鋯0.025-0.035份、錫0.025-0.035份、銀0.08-0.I份、鉿0.02-0.04份、鑭0.04-0.06份、砷0.03-0.05份、硫0.009-0.011份、磷0.006-0.009份、生鐵45-55份、廢鐵22-28份。3.根據權利要求1所述的刀具用不銹鋼材料，其特征在于，包括按照質量份數計的如下化學成分:碳0.4份、鉻20份、錳1.2份、鋅I份、鋁1.5份、鉬3份、氮0.2份、硅0.7份、鎳0.5份、銅0.06份、鈦0.2份、釩0.03份、鋇0.07份、鋰0.03份、鋯0.03份、錫0.03份、鈮0.09份、鉿0.03份、鑭0.05份、砷0.04份、硫0.0I份、磷0.008份、生鐵50份、廢鐵25份。4.一種如權利要求1-3任一所述的刀具用不銹鋼材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)按照重量份稱取各原料； (2)將生鐵加入投入爐中熔化，進行脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調整化學元素成分含量至合格、澆鑄； (3)進行鑄后熱處理，先由室溫以200-220°C/h的速率升溫至740-760°C，再以180-200°C/h的速率降溫至620-640°C，再以230-250°C/h的速率升溫至920-940°C，保溫3-4h;再以220-240°C/h率降溫至630-650°C，保溫50_70min，再以240-250°C/h速率降溫至200-220°C，保溫 2-3h;再以 160-170°C/h 速率升溫至 340-360°C，保溫40-50min，再以 160-170°C/h 速率升溫至500-520°C，保溫3-4h，取出空冷得鐵備用； (4)將步驟(3)得到的鐵和其他不銹鋼成分加入到真空感應冶煉爐中進行真空感應冶煉，1200-1600°C冶煉10_20min后，進行磁力攪拌后澆鑄成鑄錠； (5)將鑄錠在1000-1200°C保溫l_2h進行均勻化退火后，鍛造成棒狀或者塊狀試樣； (6)將鍛造所得試樣在1000-11000C固溶處理0.5-lh，使鋼中元素充分固溶于基體中，冷卻至室溫后，使鋼中的銅處于過飽和狀態(tài)； (7)在500-700°C進行時效處理，處理時間0.5-1.5h，時效處理后冷卻至室溫，使過飽和的銅從鋼中析出，從而獲得所述刀具用不銹鋼。
【文檔編號】C22C38/50GK106086703SQ201610384971
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610384971.X, CN 106086703 A, CN 106086703A, CN 201610384971, CN-A-106086703, CN106086703 A, CN106086703A, CN201610384971, CN201610384971.X
【發(fā)明人】盛健平
【申請人】新昌縣儒岙晨輝不銹鋼制品廠