一种电工钳用高强度耐磨不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电工钳用高强度耐磨不锈钢及其制备方法，其化学成分及其重量百分比为：C：0.65‑0.85％，Si：0.17‑0.37％，Mn：0.85‑1.05％，Cr：0.80‑1.00%，Nb：0.04‑0.08％、Mo：0.06‑0.12％，B：0.05‑0.10％，Ti：0.03‑0.05%，V：0.05‑0.10%，Al：0.02‑0.06%，稀土元素：0.05‑0.09%，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术对不锈钢的成分及制备方法进行了优化设计，从而提供了一种电工钳用高强度耐磨不锈钢，并具有较高的强度、耐磨性，成本低，且还具有较高的硬度、韧性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种电工钳用高强度耐磨不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及不锈钢材料及其制备
，具体涉及一种电工钳用高强度耐磨不锈钢及其制备方法。
技术介绍
电工钳是电工应对工作需要使用的专用工具，主要有钢丝钳、剥线钳和尖嘴钳等，其中钢丝钳又称为老虎钳。电工钳是电工主要的钳夹和剪切工具，其用途很多：钳头上的钳口用来弯铰或钳夹导线线头，齿口用来旋转螺母，刀口用来剪切导线或剖切软导线绝缘层，铡口用来铡切较硬的线材。电工钳的工作性质决定了电工钳用的钢材必须具有较高的硬度，这样才能对钢丝，线缆进行切割，在旋转螺母是不会被崩坏刀口或齿口，同时还有并且要求钢材不容易被氧化方式，这样在含有各种润换油、防护漆、及潮湿、盐雾等严酷的电工作业环境下使用时，电工钳不容易被氧化腐蚀，可以具有更长的寿命，还有要具有较好的耐磨特性。但是常规的电工钳用钢材，硬度大都符合要求，可是耐腐蚀和耐磨性能较差，电工在完成具有腐蚀性工作环境作业后，需要对电工钳进行清洁、干燥和涂抹防护油处理，在每次作业后都要进行这种保养，非常麻烦。因此，有必要提供一种电工钳用高强度耐磨不锈钢及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。经过对经过对现有技术进行了检索，在中国专利技术专利申请2006101447771.9(申请日2006年12月22日)公开了一种强韧性超高强度不锈钢及其制造方法，其包括如下步骤：1)母合金制备，其化学成分重量百分比，C≤0.03、Mn≤0.10、Si≤0.10、S≤0.002、P≤0.006、Cr6.0～13.0、Al≤0.05、Cu≤0.10、Ti≤0.05、余Fe和不可避免杂质；2)真空感应炉熔炼电极，将母合金与纯铁、镍等金属原材料调配进行冶炼电极；3)真空自耗重熔，熔速为180～220Kg/h；4)锻造，钢锭加热温度1180±20℃，保温3～6小时，成材前进行至少两次镦拔；终锻温度大于850℃。但是，该不锈钢中C、Co含量较低，因此强度稍低，耐磨性能不足。而在中国专利技术专利申请200910184080.X(申请日2009年8月13日)公开了一种高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法，其化学成分按重量百分比为：0.10-0.5％C，3-26％Cr，0.5-1.2％Si，0.5-1.5％Mn，0.3-2.8％B，0.3-2.6％Cu，0.2-0.6％Ti，0.02-0.15％Ca，0.03-0.25％Ce，0.02-0.18％N，0.05-0.3％Nb，0.04-0.09％Al，0.02-0.15％Mg，0.04-0.13％K，S<0.03％，P<0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。该专利虽然硬度高、耐磨性和热稳定好的高含量的硼化物和高含量的具有高强度的铬及铬的碳化物作为耐磨合金的硬质相，硼化物镶嵌在高韧性的马氏体基体上，获得具有高强韧性、高耐磨性，不含镍和钼元素的低成本高硼高铬低碳耐磨合金钢。但是该材料的高温抗氧化性较差，且高温下基体硬度明显下降，导致高温磨损下金属基体不能对硬质相(碳化物、硼化物)提高良好的支撑，基体易优选磨损，硬质相在磨料的作用下易出现脆断和剥落，其优异的抗磨性能得不到充分发挥。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术通过对不锈钢的成分及制备方法进行了优化设计，从而提供了一种电工钳用高强度耐磨不锈钢，并具有较高的强度、耐磨性，成本低，且还具有较高的硬度、韧性、耐热性和耐腐蚀性，综合性能优异。本专利技术还提供上述电工钳用高强度耐磨不锈钢制备方法，该制备方法与本专利技术的材料配合使用，可发挥材料的最佳性能，工艺简单，操作控制方便，生产效率高，可大规模工业化生产。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种电工钳用高强度耐磨不锈钢，所述电工钳的化学成分及其重量百分比为：C：0.65-0.85％，Si：0.17-0.37％，Mn：0.85-1.05％，Cr：0.80-1.00％，Nb：0.04-0.08％、Mo：0.06-0.12％，B：0.05-0.10％，Ti：0.03-0.05％，V：0.05-0.10％，Al：0.02-0.06％，稀土元素：0.05-0.09％，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术各元素的作用及配比依据如下：C：作为主要的间隙固溶元素，是提高淬透性和形成高强度析出物的主要元素，其成分范围可以控制在0.65-0.85％。Si：作为主要置换固溶添加元素，提高了固溶强化作用，同时抑制碳化物析出，提高耐磨钢韧性，Si含量控制在0.17-0.37％。Mn：作为主要置换固溶添加元素，Mn提高了固溶强化和极大提高钢的淬透性。Mn含量应控制在0.85-1.05％的范围内。Cr：作为主要置换固溶添加元素，提高了固溶强化作用，同时抑制碳化物析出，提高耐磨钢韧性，Cr含量控制在0.80-1.00％的范围内即可。Nb：可以阻止晶粒长大，有细化晶粒的作用，可提高热强性和高韧性，且耐疲劳性能显著提高，Nb含量控制在0.04-0.08％。Mo：强碳化物形成和细化碳化物的元素，可以形成C的复合细小物，起到提高耐磨性的作用。因此，添加量应控制在0.06-0.12％。B：作为晶界强化和净化的元素，提高钢的韧性，添加量应控制在0.05-0.10％。Ti：强碳化物形成元素，可以形成Ti和C的细小弥散分布的碳化物，起到提高耐磨性的作用。因此，添加Ti量应控制在0.03-0.05％。V：强碳化物形成元素，可以形成V和C的细小弥散分布的碳化物，起到提高耐磨性的作用。因此，添V量应控制在0.05-0.10％。Al：作为铁素体强化型元素和耐蚀与耐候元素，Al的添加同时可以提高耐磨钢的韧性和焊接性能。Al含量控制在0.02-0.06％的范围内即可。稀土元素：作为钢液凝固的形核质点，细化铸态组织，进一步提高耐磨钢的韧性，添加量控制在0.05-0.09％。作为优选方案，所述电工钳的化学成分及其重量百分比为：C：0.75％，Si：0.27％，Mn：0.95％，Cr：0.90％，Nb：0.06％、Mo：0.09％，B：0.07％，Ti：0.04％，V：0.08％，Al：0.04％，稀土元素：0.07％，余量为Fe及不可避免的杂质。作为优选方案，所述稀土元素由以下质量百分比的元素组成：La22-28％、Ce31-35％、Yb5-10％，余量为Y。作为优选方案，以重量百分比计，所述杂质的总含量≤0.1％，其中，P≤0.015％、S≤0.008％、H≤0.003％、O≤0.001％。本专利技术还提供了上述电工钳用高强度耐磨不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)将铸铁放入中频熔炼炉中进行熔炼，然后将炉腔抽真空至1×10-4Pa，再向炉内通入惰性气体，使炉内气压达到40-50Pa，加热使之完全熔化并在1550-1600℃下保温；(2)用除渣器将钢溶液中的渣和杂质去除，并清理钢溶液的表面氧化物和夹杂物；(3)将步骤(2)钢溶液升温至1650-1700℃，按配方比例先加入Cr、Nb、Mo、V，熔化后，再加入C、Si、B，搅拌均匀后，再加入Al和Mn，搅拌均匀，得到合金钢液；(4)将步骤(3)制得的合金钢液送入精炼炉脱氧脱硫，并对脱氧脱硫后的合金钢液进行真空脱气处理，真空度小于50Pa，保持时间20-30min；(5)把稀土元素中的各元素组成的复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电工钳用高强度耐磨不锈钢，其特征在于，所述电工钳的化学成分及其重量百分比为： C：0.65‑0.85％，Si：0.17‑0.37％，Mn：0.85‑1.05％，Cr：0.80‑1.00%，Nb：0.04‑0.08％、Mo：0.06‑0.12％，B：0.05‑0.10％，Ti：0.03‑0.05%，V：0.05‑0.10%，Al：0.02‑0.06%，稀土元素：0.05‑0.09%，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种电工钳用高强度耐磨不锈钢，其特征在于，所述电工钳的化学成分及其重量百分比为：C：0.65-0.85％，Si：0.17-0.37％，Mn：0.85-1.05％，Cr：0.80-1.00%，Nb：0.04-0.08％、Mo：0.06-0.12％，B：0.05-0.10％，Ti：0.03-0.05%，V：0.05-0.10%，Al：0.02-0.06%，稀土元素：0.05-0.09%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的电工钳用高强度耐磨不锈钢，其特征在于，所述电工钳的化学成分及其重量百分比为：C：0.75％，Si：0.27％，Mn：0.95％，Cr：0.90%，Nb：0.06％、Mo：0.09％，B：0.07％，Ti：0.04%，V：0.08%，Al：0.04%，稀土元素：0.07%，余量为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的电工钳用高强度耐磨不锈钢，其特征在于，所述稀土元素由以下质量百分比的元素组成：La22-28%、Ce31-35%、Yb5-10%，余量为Y。4.根据权利要求1所述的电工钳用高强度耐磨不锈钢，其特征在于，以重量百分比计，所述杂质的总含量≤0.1%，其中，P≤0.015%、S≤0.008%、H≤0.003%、O≤0.001%。5.根据权利要求1-4任一项所述的电工钳用高强度耐磨不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将铸铁放入中频熔炼炉中进行熔炼，然后将炉腔抽真空至1×10-4Pa，再向炉内通入惰性气体，使炉内气压达到40-50Pa，加热使之完全熔化并在1550-1600℃下保温；（2）用除渣器将钢溶液中的渣和杂质去除，并清理钢溶液的表面氧化物和夹杂物；（3）将步骤（2）钢溶液升温至1650-1700℃，按配方比例先加入Cr、Nb、Mo、V，熔化后，再加入C、Si、B，搅拌均匀后，再加入Al和Mn，搅拌均匀，得到合金钢液；（4）将步骤（3）制得的合金钢液送入精炼炉脱氧脱硫，并对脱氧脱硫后的合金钢液进行真空脱气处理，真空度小于50Pa，保持时间20-30min；（5）把稀土元素中的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛松，
申请(专利权)人：合肥久新不锈钢厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34