生产工具钢的方法技术

生产工具钢特别是热加工工具钢的方法，其特征在于，将具有以下分析的钢：C：0.25‑0.6重量％；Si：最大0.15重量％；Mn：最大0.3重量％；Mo：2‑5重量％；Cr：0‑2重量％；W：1‑3重量％；V：0‑2重量％；Ni：0‑3重量％；以及剩余的铁和由于熔炼产生的不可避免的杂质进行熔炼和合金化处理，其中，将该钢的工件在>Ac3的温度下加热并奥氏体化后冷却，其中，冷却至330℃至360℃，并在此温度下等温保持工件，直到工件完全被贝氏体转变，然后冷却至室温，与热加工工具钢一起用于此目的及其用途。

Method of producing tool steel

The production method of tool steel especially hot working tool steel, which is characterized in that the steel will have the following analysis: C:0.25 0.6 wt%; Si: a maximum of 0.15 wt.%; Mn: maximum 0.3 wt%; Mo:2 5 wt%; Cr:0 2 wt%; W:1 3 wt%; V:0 2 Ni:0%; 3 weight percent; and the rest of the iron and the unavoidable impurities produced by the melting of melting and alloying process, which will be the steel workpiece in > Ac3 temperature and heating austenite after cooling, the cooling to 330 DEG to 360 DEG, and at this temperature. Holding the workpiece, the workpiece is completely until the bainite transformation, then cooled to room temperature, is used together with the hot working tool steel for this purpose and its use.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产工具钢的方法本专利技术涉及一种生产工具钢，特别是热加工工具钢的方法。术语工具钢描述了特别用于多种材料的加工或再成形的钢材。包括冷加工工具钢、塑料模具钢、金属陶瓷钢和热加工工具钢。热加工工具钢通常描述在使用中接受超过200℃的恒定温度的工具钢，而该恒定温度被工作循环产生的温度峰值覆盖。除了这种钢由于相关的成形过程而经受的一般机械应力之外，它们因此受到进一步的热应力。因此，热加工工具钢的一般要求还包括良好的所谓耐火裂纹性，这是由于表面区域频繁的温度变化而导致的一种磨损。另外，热加工工具钢必须耐受热裂纹的发生，这是由热加工工具钢的核心要求即所谓的热韧性所保证的。此外，这种热加工工具钢当然也必须具有高强度，因为它们通常受热受到冲击压缩或拉伸。当然，重要的是在加热下具有良好的耐磨性，特别是相对于待加工材料的低粘附趋势，良好的抗侵蚀性，还有耐高温腐蚀和氧化，以及热状态下良好的尺寸稳定性。由于这些热加工工具必须经过机械加工，因此在加热的情况下可以使其他材料具有必要的形状，同样也需要良好的可加工性。特别是在钢材的高温加工过程中，特别是在将这些钢材置于由热加工工具钢制成的工具中时，如果这些钢材是热的并且随后在该工具中冷却以产生硬度，则尤其会出现高应力。所述钢材的特性一方面通过对钢材的化学分析来确定，但是主要是热加工工具钢的结构是关键的，特别是对于诸如韧性和强度的性质。就此而言，诸如韧性和强度等特性，还有导热性和其它重要特性，可能不会单独增强，而对其它所需特性可能产生负面影响。就此而言，热加工工具钢一方面在其化学分析方面另一方面也在其结构形成方面经常需要妥协。例如从CH165893中已知热加工工具钢，其中公开了化学分析，另一方面也公开了用于设定某些特性的合适的热处理。从AT144892中也可得知一种钢合金，尤其是用于对温度波动、尺寸稳定性、热拉伸强度和韧性有高度不敏感性的热加工工具和工具或制品。该专利文献的主题是铬-钨-镍钢，其中镍含量可以部分或全部被钴取代，并且其中可以包含钨、钴、镍和铬，但是优选为无铬。从WO2008/017341A1已知一种设定钢、工具钢特别是热加工工具钢和由其制成的钢制品的热导率的方法。根据该文献的钢材料应具有比已知工具钢大得多的热导率，但是对于基本已知的钢分析，没有提供如何在实践中获得这种更高的热导率的迹象。从DE1090245中已知，使用钢作为热加工工具，一方面涉及用于热加工工具钢的化学分析，另一方面涉及从900℃℃1200℃、方便地1000℃1100℃范围内的温度冷却的热处理以及500℃750℃温度范围内的回火处理，得到3060HRC的硬度。以这种方式，应当设置基本马氏体结构。从Maschinenmarkt[机械市场]24/2010，第58至61页可知，在钢结构中引起等温回火是有利的，因为贝氏体相结合了彼此相反的特性，例如高水平的硬度和韧性。但是，在许多应用中，由于处理时间过长，等温回火不具有成本效益。测量等温回火程度的连续过程旨在优化该等温回火时间，而等温回火应特别避免来自较软结构成分的残余奥氏体。据称，与马氏体硬化相比，等温回火具有能够同时实现非常高硬度和高韧性水平的突出优点。确实，通过等温回火，获得的硬度比马氏体结构稍低，但是在缺口冲击试验中可以作为冲击能量检测的韧性显着增加。贝氏体硬度的进一步好处应该是较小的变形、较好的尺寸稳定性、增强的抗裂纹扩展和在层中产生残余压应力的范围。然而，已经表明贝氏体硬化的关键缺点是在等温回火浴中保持时间相对较长。贝氏体转变是一个时间密集的过程，其加工时间取决于材料结构、合金成分、奥氏体化温度和贝氏体转变本身的温度。原则上，这里的等温回火在三个阶段进行，其中首先进行奥氏体化，尽可能使铁素体完全转变成奥氏体。然后将零件迅速冷却至等温回火温度，以免产生铁素体或珠光体。最后，等温回火温度保持不变，奥氏体向贝氏体的转变逐渐发生。从通过TTT图和T0曲线的优化设计先进贝氏体钢，ISIJ国际(ISIJInternational)，第46卷(2006)，第10期，第1479-1488页已知，常规贝氏体钢具有韧性和硬度的可再现良好组合，但仍然滞后于淬硬回火马氏体钢。这是由于渗碳体颗粒在钢的显微结构中具有恶化作用，因为渗碳体可以用作抗断裂钢中的缺陷或裂纹引发剂。然而贝氏体转变过程中渗碳体的出现可以通过含有约2重量％硅的钢组合物来抑制。提出了热力学和动力学模型，以便可以开发具有最佳贝氏体显微结构的钢；它们由贝氏体铁素体、富含塑料的残余奥氏体和一些马氏体的混合物组成。使用这些模型，提出了一套含有0.3重量％碳的七种不含碳化物的贝氏体钢用于生产。从DE600300867T2中已知的是用于生产用于塑料材料的注塑模具或用于生产金属加工的工件的铸锭钢，其应该具有相对高铬含量的马氏体或马氏体-贝氏体结构。由EP2662460A1已知一种用于生产钢的方法，特别是作为具有贝氏体和马氏体相的铸造模具或工具，其中钢应经历包括奥氏体化然后快速冷却的热处理，在为了抑制转变温度高于贝氏体转变温度的稳定相的形成，并保持高温和足够长的时间以防止从奥氏体向马氏体的转变，使得至少60％的转变发生在低于马氏体起始温度加上200℃但高于马氏体开始温度减去50℃，以便在至少20mm热处理钢的表面内，获得至少70％的具有类似微细碳化物成分的贝氏体显微结构，并且达到超过8焦耳的冲击韧性。这里的马氏体起始温度应该≤480℃。特别是1.3％的硅含量应该是相对较高的，就像很多要被等温回火的钢一样。由EP1956100A1已知一种热加工工具钢及其加工方法，其中在固溶退火后将给定分析的热加工工具钢冷却至室温，然后再加热至高于Ac1的温度随后再次冷却至室温，然后进行热处理，在第一热处理过程中进行奥氏体化。从EP2006398A1中已知一种生产钢材的方法，其中钢材完全奥氏体化，然后冷却到相应钢合金的珠光体鼻部的温度，在那里保持直到珠光体完全转变。由EP1887096A1已知一种热加工工具钢，其意图具有比已知的热加工工具钢高得多的热导率，为此目的其具有特殊的分析，然而对于任何热加工业工具钢是实际的。本专利技术的问题在于提供一种生产热加工工具钢的方法，该方法确保经济可行的短时间内的贝氏体转变。该问题通过具有权利要求1的特征的方法来解决。另一个问题是要创建一种可以实施该方法的热加工工具钢。该问题通过具有权利要求7的特征的方法来解决。根据本专利技术的钢材的等温回火是通过在钢的奥氏体化处理之后将其冷却到保持温度并保持在该保持温度直到等温回火完成来实现的。在此，根据本专利技术的钢材使得等温回火保持时间可以处于与奥氏体化保持时间大致相同的时间范围内，这意味着等温回火可以在绝对经济的时间内进行。就此而言，保持时间尤其分别取决于材料强度和材料量，即特别是发生所需保持温度的时间。根据本专利技术，该等温回火可以在膨胀计中测量，并且对于相应的钢材，可以确定取决于材料强度的相关时间段。奥氏体化之后的温度降低也伴随着由于热膨胀减小而引起的收缩，其中，刚刚达到保持温度之后，由于贝氏体的形成而发生相对长度变化。一旦相对长度变化结束，可能的贝氏体转变完成，其中如上所述，与常规的热加工工具钢相反，用本专利技术的钢材可以实现完整的贝氏体转变。随后冷却至室温，导致进一步的收本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产工具钢特别是热加工工具钢的方法，其特征在于，将具有以下分析的钢：C：0.25‑0.6重量％Si：最多0.15重量％Mn：最多0.3重量％Mo：2‑5重量％Cr：0‑2重量％W：1‑3重量％V：0‑2重量％Ni：0‑3重量％以及剩余的铁和由于熔炼而产生的不可避免的杂质进行熔炼和合金化处理，其中，将所述钢的工件在>Ac3的温度下加热并奥氏体化后冷却，其中，冷却至330℃到360℃，在所述温度下等温保持所述工件，直到所述工件完全贝氏体变形，然后冷却至室温。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.07 DE 102015113058.01.生产工具钢特别是热加工工具钢的方法，其特征在于，将具有以下分析的钢：C：0.25-0.6重量％Si：最多0.15重量％Mn：最多0.3重量％Mo：2-5重量％Cr：0-2重量％W：1-3重量％V：0-2重量％Ni：0-3重量％以及剩余的铁和由于熔炼而产生的不可避免的杂质进行熔炼和合金化处理，其中，将所述钢的工件在>Ac3的温度下加热并奥氏体化后冷却，其中，冷却至330℃到360℃，在所述温度下等温保持所述工件，直到所述工件完全贝氏体变形，然后冷却至室温。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，完成加热20至40分钟后，发生奥氏体化。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，等温保持时间为30至90分钟。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从奥氏体化温度冷却到等温保持温...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·莱特纳，齐格弗里德·格尔德，
申请(专利权)人：百乐特殊钢有限两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT