一种高速工具钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高速工具钢，成分为：0.85～0.90wt％的C；0.30～0.45wt％的Si；0.20～0.40wt％的Mn；≤0.025wt％的P；≤0.005wt％的S；4.10～4.40wt％的Cr；5.20～5.50wt％的Mo；1.90～2.20wt％的V；6.20～6.50wt％的W；≤0.30wt％的Ni；≤0.25wt％的Cu；0.001～0.005wt％的As；0.001～0.005wt％的Sn；0.0005～0.0015wt％的Pb；0.02～0.025wt％的Al；0.00005～0.00015wt％的H，余量为Fe。本发明专利技术采用高Mo低W，能够使高速钢的晶粒细化，提高钢的淬透性，从而提高高速钢的强度和延展性；V含量控制在2wt％左右，能够细化组织和晶粒，使高速工具钢具有良好的性能。

A kind of high-speed tool steel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高速工具钢及其制备方法
本专利技术涉及钢材
，尤其涉及一种高速工具钢及其制备方法。
技术介绍
随着高速钢技术的成熟，高速钢的应用已经超出了作为切削工具的范围，火箭和飞机需要的高强度、高耐回火性的材料，高温轴承及螺栓，各种冷作、热作模具钢，型材轧辊等，均可以应用高速钢。从世界范围看，高速钢属于发展已经趋于成熟且尚有潜力的材料。现代机械制造业正在向“高速、精密、复合、智能和环保”的方向进步，而高速加工在其中扮演着重要的角色。在发达国家，围绕高速、高效切削，不仅在技术开发方面投入了大量精力，而且在应用推广方面取得了前所未有的进展。每年都会有在制造技术和装备市场上见到为此目的而推出的新技术、新工艺、新装备，以及新型高效切削刀具和各种配套技术设施。可以说，高速、高效加工已经成为国际制造技术发展的一个趋势。高效切削在我国汽车、航空航天、发电设备、能源设备、精密大型模具等领域也已获得迅速的发展应用。现代制造技术的发展为我国高速钢的发展提供了广阔的发展空间。高速工具钢主要用于制造要求耐磨性与韧性较好配合的刃具(齿轮铣刀、插齿刀等)，由于高速工具钢中合金含量较高，钢的导热性差、变形抗力大，在热加工过程中易氧化脱碳，过热过烧危险性大，加之其特殊的使用性能，要求其具有良好的表面质量和优良的组织性能。因此如何获得表面质量和组织性能良好的高速工具钢成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高速工具钢及其制备方法，本专利技术提供的方法制备的高速工具钢具有良好的表面质量和组织性能。本专利技术提供了一种高速工具钢，成分为：0.85～0.90wt％的C；0.30～0.45wt％的Si；0.20～0.40wt％的Mn；≤0.025wt％的P；≤0.005wt％的S；4.10～4.40wt％的Cr；5.20～5.50wt％的Mo；1.90～2.20wt％的V；6.20～6.50wt％的W；≤0.30wt％的Ni；≤0.25wt％的Cu；0.003～0.005wt％的As；0.003～0.005wt％的Sn；0.0005～0.0015wt％的Pb；0.02～0.025wt％的Al；0.00005～0.00015wt％的H；余量为Fe。在本专利技术中，所述C的质量含量优选为0.86～0.89％，更优选为0.87～0.88％；所述Si的质量含量优选为0.35～0.4％，更优选为0.36～0.38％；所述Mn的质量含量优选为0.25～0.35％，更优选为0.28～0.32％，最优选为0.3％；所述P的质量含量优选≤0.020％，更优选≤0.01％；所述S的质量含量优选为≤0.003％，更优选≤0.001％；所述Cr的质量含量优选为4.20～4.30％；所述Mo的质量含量优选为5.30～5.40％；所述V的质量含量优选为1.95～2.15％；所述W的质量含量优选为6.30～6.40wt％；所述Ni的质量含量优选为≤0.25％，更优选≤0.2％；所述Cu的质量含量优选为≤0.20％，更优选为≤0.1％；所述As的质量含量优选为0.001～0.004％；所述Sn的质量含量优选为0.001～0.004％；所述Pb的质量含量优选为0.0008～0.0012％，更优选为0.001％；所述Al的质量含量优选为0.020％；所述H的质量含量优选为0.00008～0.00012％，更优选为0.0001％。在本专利技术中，所述高速工具钢的成分优选为：0.88wt％的C；0.385wt％的Si；0.27wt％的Mn；0.025wt％的P；0.003wt％的S；4.24wt％的Cr；5.28wt％的Mo；1.99wt％的V；6.27wt％的W；0.13wt％的Ni；0.11wt％的Cu；0.004wt％的As；0.004wt％的Sn；0.001wt％的Pb；0.022wt％的Al；0.0001wt％的H；余量为Fe。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的高速工具钢的制备方法，包括：将合金原料依次进行EF熔炼、LF精炼和VD精炼，然后进行模铸、开坯、轧制和退火，得到高速工具钢。在本专利技术中，所述高速工具钢的成分与上述技术方案所述高速工具钢的成分一致，在此不再赘述。本专利技术对所述合金原料的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于制备高速工具钢的合金原料即可，所述合金原料包括上述技术方案所述高速工具钢中所含的合金元素成分即可，所述合金原料可以包括含有合金元素的铁合金或高速工具钢中各成分元素的单质原料。在本专利技术中，所述合金原料可以为由清洁、干燥的碳合结钢切头，本钢或类似本钢的返回料(包含钢渣)，铁合金，低P(P≤0.030％)、S生铁，结构件等原料构成。在本专利技术中，所述合金原料尺寸规格优选满足合格入炉钢铁料尺寸的规定，优选最大尺寸≤800mm；单重≤1500kg。本专利技术对所述合金原料中各原料的配料没有特殊的限制，按照本领域技术人员熟知的制备高速工具钢过程中的配料方法进行配料即可，本专利技术中合金原料的配料使获得的各成分元素的含量满足上述技术方案所述高速工具钢中各元素成分的含量即可。在本专利技术中，所述合金原料配料时优选大料比例≤40％。在本专利技术中，所述合金原料配料过程中优选C含量≥预获得的高速工具钢中C含量+0.2wt％；Si含量≤0.4wt％，其它元素不超出预获得的高速工具钢中各元素的质量含量即可；所述配料过程中配料重量优选考虑钢水注余量，常规钢锭钢水注余量优选≥500kg，锻造用钢锭钢水注余量优选≥1500kg；所述配料过程中优选注意料型搭配，使电炉装料入炉次数优选≤2次。在本专利技术中，所述EF熔炼(电炉熔炼)过程中优选钢包炉体不同时使用新炉、新钢包冶炼；采用红热钢包，且出钢前10分钟红包到位接钢；钢包烘烤水份充分排除，包口无黑烟；钢包内部残渣清理干净，透气砖处残钢清理干净，确保在钢液加热和抽真空过程中，吹氩畅通。在本专利技术中，所述电炉熔炼过程中优选仔细检查炉况，当炉况不好时应局部快速补炉，达到换炉标准时及时换炉。在本专利技术中，所述电熔熔炼过程中优选装入合金原料前炉底垫石灰，然后再装入合金原料，送电熔化；所述石灰的用量优选为780～820kg，更优选为800kg。在本专利技术中，所述电炉熔炼优选包括炉料全熔、氧化、预还原和出钢。在本专利技术中，所述炉料全熔过程中的温度优选≥1580℃，更优选为1580～1600℃；优选低压深吹氧，流渣去Si、去Mn，充分搅拌取样全分析。在本专利技术中，所述氧化过程中优选≥1600℃，更优选为1600～1620℃吹氧脱碳，去气、去夹渣，流渣部分，根据氧化末期钢液中Cr含量合理控制终点C含量。在本专利技术中，所述预还原过程中优选加入石灰和萤石；所述石灰的加入量优选为380～420kg，更优选为400kg；所述预还原过程中采用的脱氧剂优选为CaSi粉脱氧剂和Al块；所述CaSi粉脱氧剂的用量优选为90～110kg/炉，更优选为100kg/炉；所述Al块的用量优选为120～140kg/炉，更优选为130kg/炉；所述预还原过程中优选采用C粉进行还原，所述预还原的时间优选≥10min，更优选为12～14min；所述预还原过程中优选辅吹氩气搅拌；所述预还原过程中优选在钢液脱氧及流动性良好条件下，流渣部分，取样全分析，根据分析结果按预获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速工具钢，成分为：0.85～0.90wt％的C；0.30～0.45wt％的Si；0.20～0.40wt％的Mn；≤0.025wt％的P；≤0.005wt％的S；4.10～4.40wt％的Cr；5.20～5.50wt％的Mo；1.90～2.20wt％的V；6.20～6.50wt％的W；≤0.30wt％的Ni；≤0.25wt％的Cu；0.001～0.005wt％的As；0.001～0.005wt％的Sn；0.0005～0.0015wt％的Pb；0.02～0.025wt％的Al；0.00005～0.00015wt％的H；余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种高速工具钢，成分为：0.85～0.90wt％的C；0.30～0.45wt％的Si；0.20～0.40wt％的Mn；≤0.025wt％的P；≤0.005wt％的S；4.10～4.40wt％的Cr；5.20～5.50wt％的Mo；1.90～2.20wt％的V；6.20～6.50wt％的W；≤0.30wt％的Ni；≤0.25wt％的Cu；0.001～0.005wt％的As；0.001～0.005wt％的Sn；0.0005～0.0015wt％的Pb；0.02～0.025wt％的Al；0.00005～0.00015wt％的H；余量为Fe。2.根据权利要求1所述的高速工具钢，其特征在于，成分为：0.88wt％的C；0.385wt％的Si；0.27wt％的Mn；0.025wt％的P；0.003wt％的S；4.24wt％的Cr；5.28wt％的Mo；1.99wt％的V；6.27wt％的W；0.13wt％的Ni；0.11wt％的Cu；0.004wt％的As；0.004wt％的Sn；0.001wt％的Pb；0.022wt％的Al；0.0001wt％的H；余量为Fe。3.一种高速工具钢的制备方法，包括：将合金原料依次进行EF熔炼、LF精炼和VD精炼，然后进行模铸、开坯、轧制和退火，得到高速工具钢；所述高速工具钢，成分为：0.85～0.90wt％的C；0.30～0.45wt％的Si；0.20～0.40wt％的Mn；≤0.025wt％的P；≤0.005wt％的S；4.10～4.40wt％的Cr；5.20～5.50wt％的Mo；1.90～2.20wt％的V；6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璨，刘迎骥，谢珍勇，蔡武，胡峰荣，任金桥，唐佳丽，屈小科，吴欣容，王建，
申请(专利权)人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51