本发明专利技术涉及高速钢结构材料技术领域，具体是涉及到一种新型高速钢结构材料及其制备工艺。该发明专利技术的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:0.15～0.45%Si、P≤0.03%、S≤0.03%、1.15～1.45%W、1.05～1.15%C、8.90～9.50%Mo、3.80～4.25%Cr、1.25～1.55%V、0.15～0.40%Mn、2.75～3.75%Co、Ni≤0.25%、Cu≤0.30%、余量为Fe。本发明专利技术的目的在于提供一种新型高速钢结构材料及其制备工艺，其性能与M42钢材相当，可以在模具钢领域全面取代进口M35和国产M42。本发明专利技术同时解决了传统M42钢材需要大量Co元素以及热处理温度区间狭窄的问题，提高锻造和热处理生产中的成材率，Co元素含量从8%降到3%，即降低成本的同时利于国家对于贵金属资源的保护。本发明专利技术改进了传统M42的碳化物颗粒难以破碎和晶粒号容易粗大的缺陷，也即细化了晶粒和碳化物。
【技术实现步骤摘要】
一种新型高速钢结构材料及其制备工艺
本专利技术涉及高速钢结构材料
，具体是涉及到一种新型高速钢结构材料及其制备工艺。
技术介绍
M42钢材是一种现有的高速钢结构材料，其主要用于精密高耐磨五金冷冲模，也可用于精密切削工具，其具有高温硬度高，被加工工件精密度高的特点。然而，现有的M42钢材存在三个需要改进的地方：M42钢材中含钴8%，即1吨M42需要Co元素80千克。而Co是一种贵金属，如此不但导致M42钢材价格较高，且不利于国家对于贵金属资源的保护。M42的热处理温度区间狭窄，不利于热处理企业生产的安排。M42碳化物难破碎，晶粒号容易粗大。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案，本专利技术提供一种新型高速钢结构材料及其制备工艺，本专利技术一种新型高速钢结构材料的性能与M42钢材相当，可以在模具钢领域全面取代进口的和国产的M42，工具钢领域全面取代进口M35和国产M42。本专利技术同时解决了传统M42钢材需要大量Co元素以及热处理温度区间狭窄的问题，提高锻造和热处理生产中的成材率，Co元素含量从8%降到3%，即降低成本的同时利于国家对于贵金属资源的保护。本专利技术改进了传统M42的碳化物颗粒难以破碎和晶粒号容易粗大的缺陷，也即细化了晶粒和碳化物。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术提供一种新型高速钢结构材料及其制备工艺，该新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:0.15～0.45%Si、1.15～1.45%W、1.05～1.15%C、8.90～9.50%Mo、3.80～4.25%Cr、1.25～1.55%V、0.15～0.40%Mn、2.75～3.75%Co、P≤0.03%、S≤0.03%、Ni≤0.25%、Cu≤0.30%、余量为Fe；其中优选：0.30%Si、1.30%W、1.10%C、9.20%Mo、4.025%Cr、1.40%V、；进一步优选：0.275%Mn、3.25%Co、0.015%P、0.015%S、0.125%Ni、0.15%Cu。所述高速钢结构材料的制备工艺包括以下步骤：（1）按新型高速钢结构材料的成分配比，将各原材料加入到电弧炉中，形成钢水；（2）将所述的钢水浇铸形成电极棒，将所述电极棒进行等温退火，得到铸锭；（3）将所述铸锭进行电渣重熔，得到电渣锭，将所述电渣锭进行等温退火；（4）将等温退火后的电渣锭进行十字等向锻造，形成中间坯，将所述中间坯进行等温退火；（5）将中间坯经过轧制或锻造形成成品钢，将所述成品钢进行等温退火；（6）将等温退火后的成品钢进行等温球化退火；（7）将等温球化退火后的成品钢进行三段预热，淬火并保温，回火；热处理温度：淬火温度1160℃-1210℃；回火温度540℃-560℃；（8）深冷处理，得到本专利技术所述的新型高速钢结构材料特有的机械性能；深冷温度-160℃，保温4-8h。步骤（1）中，在将各原材料加入到电弧炉中的同时，将造渣材料、增碳剂、氧化剂以及还原剂加入到所述电弧炉中。步骤（2）中，将所述钢水通过钢模圆桶浇铸形成电极棒，将所述电极棒进行5-7天的等温退火，得到铸锭。步骤（5）中，将中间坯经过轧制形成成品钢，将所述成品钢进行5-7天的等温退火，得到的成品钢为直径小于50mm的圆钢或厚度为20mm、宽度为610mm以内的扁钢；或将中间坯经过锻造形成成品钢，将所述成品钢进行5-7天的等温退火，得到的成品钢为直径大于51mm的圆钢或厚度大于21mm、宽度大于611mm的扁钢。步骤（6）具体包括：将等温退火后的成品钢在840-860℃条件下，等温退火10h，随炉冷却到740-760℃，等温退火8h，随炉冷却至200℃，出炉空冷。步骤（7）具体包括：650℃下，预热2h；850℃下，预热2h；1020℃下，预热2h；1160℃-1220℃淬火，并根据成品钢材的有效厚度设定保温时间；回火4次，每次540-560℃，得到HRC65-68的使用硬度。步骤（8）深冷处理具体包括：在-160℃下，保温4h。本专利技术提供一种新型高速钢结构材料及其制备工艺，本专利技术一种新型高速钢结构材料的性能与M42钢材相当，可以在模具钢领域全面取代进口的和国产的M42，工具钢领域全面取代进口M35和国产M42。本专利技术同时解决了传统M42钢材需要大量Co元素以及热处理温度区间狭窄的问题，提高锻造和热处理生产中的成材率，Co元素含量从8%降到3%，即降低成本的同时利于国家对于贵金属资源的保护。本专利技术改进了传统M42的碳化物颗粒难以破碎和晶粒号容易粗大的缺陷，也即细化了晶粒和碳化物。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1，一种新型高速钢结构材料，该新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:0.15%Si、1.15%W、1.05%C、8.90%Mo、3.80%Cr、1.25%V、0.15%Mn、2.75%Co、0.01%P、0.01%S、0.01%Ni、0.01%Cu、余量为Fe。如上所述的一种新型高速钢结构材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）按新型高速钢结构材料的成分配比，将各原材料加入到电弧炉中，形成钢水；（2）将所述的钢水浇铸形成电极棒，将所述电极棒进行等温退火，得到铸锭；（3）将所述铸锭进行电渣重熔，得到电渣锭，将所述电渣锭进行等温退火；（4）将等温退火后的电渣锭进行十字等向锻造，形成中间坯，将所述中间坯进行等温退火；（5）将中间坯经过轧制或锻造形成成品钢，将所述成品钢进行等温退火；（6）将等温退火后的成品钢进行等温球化退火；（7）将等温球化退火后的成品钢进行三段预热，淬火并保温，回火；热处理温度：淬火温度1160℃-1210℃；回火温度540℃-560℃；（8）深冷处理，得到本专利技术所述的新型高速钢结构材料特有的机械性能；深冷温度-160℃，保温4-8h。步骤（1）中，在将各原材料加入到电弧炉中的同时，将造渣材料、增碳剂、氧化剂以及还原剂加入到所述电弧炉中。步骤（2）中，将所述钢水通过钢模圆桶浇铸形成电极棒，将所述电极棒进行5-7天的等温退火，得到铸锭。步骤（5）中，将中间坯经过轧制形成成品钢，将所述成品钢进行5-7天的等温退火，得到的成品钢为直径小于50mm的圆钢或厚度为20mm、宽度为610mm以内的扁钢；或将中间坯经过锻造形成成品钢，将所述成品钢进行5-7天的等温退火，得到的成品钢为直径大于51mm的圆钢或厚度大于21mm、宽度大于611mm的扁钢。步骤（6）具体包括：将等温退火后的成品钢在840-860℃条件下，等温退火10h，随炉冷却到740-760℃，等温退火8h，随炉冷却至200℃，出炉空冷。步骤（7）具体包括：650℃下，预热2h；850℃下，预热2h；1020℃下，预热2h；1160℃-1220℃淬火，并根据成品钢材的有效厚度设定保温时间；回火4次，每次540-560℃，得到HRC65-68的使用硬度。步骤（8）深冷处理具体包括：在-160℃下，保温4h。本专利技术提供一种新型高速钢结构材料及其制备工艺，本专利技术一种新型高速钢本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型高速钢结构材料，其特征在于，该新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:0.15～0.45%Si、1.15～1.45%W、1.05～1.15%C、8.90～9.50%Mo、3.80～4.25%Cr、1.25～1.55%V、0.15～0.40%Mn、2.75～3.75%Co、P≤0.03%、S≤0.03%、Ni≤0.25%、Cu≤0.30%、余量为Fe。
【技术特征摘要】
1.一种新型高速钢结构材料，其特征在于，该新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:0.15～0.45%Si、1.15～1.45%W、1.05～1.15%C、8.90～9.50%Mo、3.80～4.25%Cr、1.25～1.55%V、0.15～0.40%Mn、2.75～3.75%Co、P≤0.03%、S≤0.03%、Ni≤0.25%、Cu≤0.30%、余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种新型高速钢结构材料，其特征在于，所述新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计其中：0.30%Si、1.30%W、1.10%C、9.20%Mo、4.025%Cr、1.40%V。3.根据权利要求1所述的一种新型高速钢结构材料，其特征在于，所述新型高速钢结构材料的化学成分以重量百分数计其中：0.275%Mn、3.25%Co、0.015%P、0.015%S、0.125%Ni、0.15%Cu。4.根据权利要求1或2或3所述的一种新型高速钢结构材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）按新型高速钢结构材料的成分配比，将各原材料加入到电弧炉中，形成钢水；（2）将所述的钢水浇铸形成电极棒，将所述电极棒进行等温退火，得到铸锭；（3）将所述铸锭进行电渣重熔，得到电渣锭，将所述电渣锭进行等温退火；（4）将等温退火后的电渣锭进行十字等向锻造，形成中间坯，将所述中间坯进行等温退火；（5）将中间坯经过轧制或锻造形成成品钢，将所述成品钢进行等温退火；（6）将等温退火后的成品钢进行等温球化退火；（7）将等温球化退火后的成品钢进行三段预热，淬火并保温，回火；热处理温度：淬火温度1160℃-1210℃；回火温度540℃-560℃；（8）深冷处理，得到本发明所述的新...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵长玉，方晓琴，
申请(专利权)人：东台银信钢结构工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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