本发明专利技术涉及一种优质稀土高速钢，其主要化学成分（重量％）如下：Ｃ：０．９０－１．１０；Ｗ：１．５０－２．５０；Ｍｏ：０．５０－１．５０；Ｃｒ：３．８０－４．４０；Ｖ：０．５０－１．５０；Ｓｉ：０．６－１．５０；Ｒｅ：０．０２～０．１０；其余为铁。本发明专利技术的特点是：在低合金高速工具钢的化学成份中，降低钨、钼、钒总含量，调硅、碳等元素同时添加微量稀土，以便在降低成本的同时，又保持或提高低合金高速钢的硬度、红硬性及其晶粒度等性能；同时采用在浇铸成电渣棒中放置稀土包芯线的方法，以提高稀土的回收率。此钢适用于生产麻花钻、丝锥、扁车刀、锯条等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属合金，具体地说本专利技术涉及一种高速工具钢。属于冶金
技术介绍
我国以高速工具钢(简称高速钢)深加工产品麻花钻头为主的刀具出口产品基本上是为了满足国际民用市场，而目前市场上用的低合金高速钢，一般钨钼含量比较高，因此成本也比较高，同时在硬度、红硬性及其晶粒度上表现也不是很好，在满足用户需求的前提下，其性价比较低。国内外主要的低合金高速钢及其化学成分如下(《高速工具钢》冶金工业出版社出版，2002年3月第1版，P299中) 所有钢号的钨、钼、钒的总量在5％以上，特别是昂贵的钼、钒含量都比较高，一些钢号的成分接近通用高速钢水平，生产成本较高。而以成分相对较低的M50(钨、钼、钒含量为5.25％)为例，由于钼的过热敏感性强，淬火温度为1120～1150℃，晶粒已接近8#，回火硬度只能达到61～63HRC，红硬性根本就达不到60HRC，因此在美国此钢一般不用作刀具，而多用于高温轴承。稀土是非常活泼的一族元素，加入不当或量太多会增加钢中非金属夹杂物，引起针孔等低倍组织缺陷。在《中国稀土》网中的“稀土知识”里的“稀土在冶金工业中的应用”中讲到，我国稀土处理钢有80多个牌号，年生产总量60万吨。但大量应用稀土的钢种只有十几种，主要钢种包括铜磷系耐大气腐蚀钢、锰铌系列低合金高强度钢、X系管线钢、铌稀土重轨钢，此外还有齿轮钢、轴承钢、弹簧钢、模具钢、工程机械用钢、低碳微合金深冲钢、不锈钢和耐热钢等，在高速钢中较少。另外其加稀土的方法，通常以喂丝法为主，其次是稀土金属棒吊挂法，包内加入稀土硅铁合金法及包内喂入稀土硅铁合金包芯线法。在非真空精炼炉中加入稀土，这些传统的方法会造成稀土大量被氧化，回收率很低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上现有技术存在的不足，提出一种新的优质稀土经济型高速钢，降低钨、钼、钒含量以降低成本，并在此基础上，添加稀土、调硅、碳，使其硬度、红硬性及其晶粒度等性能指标又能达到高速钢的要求。本专利技术的另一目的是提供一种在高速钢中加入稀土的方法，能有效提高稀土的回收率。基于以上目的，本专利技术是采取以下的技术方案来实现的稀土高速工具钢W2Mo1Cr4VSiRe，其主要化学成份(重量％)如下C0.90-1.10；W1.50-2.50；Mo0.50-1.50；Cr3.80-4.40；V0.50-1.50；Si0.6-1.50；Re0.02～0.10；其余为铁。前述的稀土高速工具钢W2Mo1Cr4VsiRe，其主要化学成份优选按重量分数为C0.90-1.10；W1.50-2.50；Mo0.80-1.30；Cr3.80-4.40；V0.50-1.50；Si0.6-1.50；Re0.02-0.07；其余为铁。本专利技术稀土高速工具钢其生产工艺为1、用钨砂、钼砂、砂轮灰、废钢作原料，在中频感应炉中冶炼；2、将步骤(1)中经熔炼后的钢水浇铸成电渣棒，同时在浇铸模中放置稀土包芯线；其中对稀土包芯线先压扁校直，切成段，一端取出稀土，折叠弯曲放置于模子底部，上端多余部分向模外折叠使此包芯线紧帖于模壁。3、电渣重熔成钢锭后，锻造成坯料；4、将坯料轧钢成材，再拉拔成各种规格尺寸后检验入库。本专利技术的特点是在低合金高速工具钢的化学成份中，根据各元素在钢中的作用，降低钨、钼、钒总含量，调硅、碳等元素的配比，同时添加微量稀土。以便在降低成本的同时，又保持或提高低合金高速钢的硬度、红硬性及其晶粒度等性能；同时由于本专利技术采用了上述在浇铸成电渣棒中放置稀土包芯线的方法，从而在立式浇铸时钢水不会冲击包芯线而造成稀土在整个棒中分布不均匀；由于紧靠模壁，钢水接触模壁和包芯线时随即凝固，不会造成稀土在浇铸成电渣棒的过程中大量氧化损失。此钢适用于生产麻花钻、丝锥、扁车刀、锯条等。具体实施例方式实施例11、中频感应炉熔炼用钨砂、钼砂、砂轮灰、废钢作原料，在3吨中频感应炉中冶炼，熔炼电功率为1200KW，冶炼时间为3.5小时，成分配至合格范围，进行扩散脱氧，铝粉总用量为钢水容量的0.25-0.3％，脱氧剂本着前期为多量少批，后期为少量多批的原则。脱氧剂加入三批后，渣层呈现白色，即造白渣，目的是脱去钢中的氧，提高钢的纯净度，也为稀土的回收率的提高打下了基础。2、浇铸成电渣棒现采用了一种可叫作镶嵌法的方式把稀土包芯线固定于电渣棒模壁上，浇铸时把稀土包芯线镶嵌在电渣棒中。具体方法是稀土包芯线本身密度不大，相对较疏松，为防止包芯线中稀土在包芯线竖立时，特别是在受热时下坠而造成分布不均，对稀土包芯线先压扁校直，切成每段2.8米，一端取出稀土，长度为0.13米，折叠成90度放置于模子底部，上端多余部分向模外折叠使此包芯线紧帖于模壁。在立式浇铸时钢水不会冲击包芯线而造成稀土在整个棒中分布不均匀；由于紧靠模壁，钢水接触模壁和包芯线时随即凝固，不会造成稀土在浇铸成电渣棒的过程中大量氧化损失。3、电渣重熔成钢锭由于采用了钨砂、钼砂、砂轮灰炼钢，钢中夹杂含量较多，必须重熔精炼。稀土元素在钢中有脱氧除气、脱硫、改变夹杂物形态、净化晶界，细化铸态组织，提高钢的高温抗氧化不起皮等作用。4、造成坯料采用1250吨快锻机、500吨精锻机、650轧制开坯机、21架半连轧机生产工艺路线，既保证了质量，又提高了成材率，并增加了盘重，从而能提高后道工序拉拔的生产效率，以提高钢产品的质量。5、再拉拔成各种规格尺寸 6、检验入库通过以上工艺措施的采取，使W2Mo1Cr4VSiRe经济型高速工具钢克服了自身合金含量不高的缺陷，通过稀土的微合金化作用、净化作作、变质作用等以及合理的成分配比，先进的生产工艺技术和装备，确保了此钢的质量，其中稀土的回收率达到20-30％，大大提高了稀土的回收率，从而也可降低高速钢的成本。用该钢做成工具后通过表面处理如氮化、TiN涂层后，工具性能达到通用高速钢的水平，更加适合国际民用市场对工具的使用要求。本实施例中各主要成分的百分比约是C0.90；W2.25；Mo1.16；Cr3.97；V0.98；Si0.96；Re0.034；其余为铁。(1)、此种规格材料试样的热处理性能如下表 (2)、产品热处理性能表(用φ9.6mm材料做成Φ9.0mm和φ6.9mm材料做成Φ6.35mm的轧制麻花钻) (3)P、S含量为P0.024％，S0.009％同时，在上一炉钢的生产过程中，一部分不在浇铸模壁内固定一根含硅10％，稀土60％，铁30％的稀土包芯线，即不加稀土。其它工艺都一样生产相同两种规格材料和工具，情况如下成分为C0.91；W2.20；Mo1.16；Cr3.97；V0.96；Si0.95；其余为铁。(1)、此种规格材料试样的热处理性能如下表 (2)、产品热处理性能表(用φ9.6mm材料做成Φ9.0mm和φ6.9mm材料做成Φ6.35mm的轧制麻花钻) (3)P、S含量为P0.028％，S0.018％通过检验对比可知加稀土可使一些合金氧化物还原，特别是钼、钒、硅合金，稀土可降低有害元素磷、硫，特别是对硫的作用尤其突出，不仅使硫的含量降低了50％，而且通过金相检查，钢中剩余硫的形态也由原来仿锤形变成了点状、球形，即稀土与硫化合成了高熔点化合物，弥散分布于钢中。这些弥散分布的稀土硫化物，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土高速工具钢，其主要化学成份包括Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｒｅ和铁，具体重量百分（％）比如下：Ｃ：０．９０－１．１０；Ｗ：１．５０－２．５０；Ｍｏ：０．５０－１．５０；Ｃｒ：３．８０－４．４０；Ｖ：０．５０－１．５０；Ｓｉ：０．６－１．５０；Ｒｅ：０．０２～０．１０；其余为铁。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱小坤，
申请(专利权)人：江苏天工工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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