一种刀剪用高碳高铬不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术属于不锈钢材料技术领域，特别涉及一种刀剪用高碳高铬不锈钢及其制备方法。该不锈钢由以下重量百分比的组分组成：C：1.8～2.0％，Si：0.5～0.7％，Mn：0.2～0.4％，Cr：19～21％，Mo：0.8～1.2％，V：2～4％，W：0.3～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。本发明专利技术针对传统方法制备刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析等缺点，采用粉末冶金方法，利用热等静压技术，合理控制工艺参数，获得与粉末成分相同、致密度高、均匀性好、纯净度高、力学性能和工艺性能优良的粉末钢。

【技术实现步骤摘要】
一种刀剪用高碳高铬不锈钢及其制备方法
本专利技术属于不锈钢材料
，特别涉及一种刀剪用高碳高铬不锈钢及其制备方法。
技术介绍
上世纪90年代以来，五金制造业在全中国范围内呈现出快速发展的趋势，其中刀剪行业发展尤为迅猛，日渐成为五金行业中重要的角色。2007年，中国五金产品年产值超过2500亿元人民币，同年的年出口额达到了200亿美元，其中刀剪产业以年15％的增速快速成长，使得我国刀剪种类及数量稳均居世界前列，成为全球重要的刀剪产品生产基地，但与德国、日本等技术发达国家相比，我国刀剪产品的品质还存在一定的差距。其中德国、日本、瑞士产品垄断了高端刀剪市场，中、低端刀剪则以韩国产品为主，日本的高、低端产品在亚洲地区拥有强劲的竞争力，中国刀剪类产品出口总体上处于中、低档水平。近年来，中国刀剪企业开始向高端市场转型，同时与高校展开科研合作并研发出高碳马氏体不绣钢等钢种。但是，国产刀剪在锋利度、耐磨性及使用寿命等方面与进口刀剪相比还存在一定差距。这其中的差距存在于刀剪用钢材制备工艺上，也是制约我国刀剪行业高质量发展的根本原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种刀剪用高碳高铬不锈钢及其制备方法，以解决目前的刀剪用不锈钢的锋利度及耐磨性差、使用寿命短的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种刀剪用高碳高铬不锈钢，由以下重量百分比的组分组成：C：1.8～2.0％，Si：0.5～0.7％，Mn：0.2～0.4％，Cr：19～21％，Mo：0.8～1.2％，V：2～4％，W：0.3～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。优选地，所述不锈钢中C：1.9～2.0％，Si：0.5～0.55％，Mn：0.2～0.3％，Cr：19～20％，Mo：0.9～1.1％，V：3～4％，W：0.5～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％。所述不锈钢的室温抗拉强度Rm为810～890MPa，室温塑性延伸强度Rp0.2为450～550MPa，室温断后延长率A为5～8％，室温冲击吸收能量KV2为7～10J。上述刀剪用高碳高铬不锈钢的制备方法，包括以下步骤：(1)取配方量的原料在真空条件下进行熔炼，在熔炼室含氮惰性气体下进行合金化，利用高压氩气雾化制备金属粉末；(2)将合金粉末除杂、过筛，取筛下物；(3)对经步骤(2)处理后的合金粉末进行热等静压处理，冷却得坯锭；(4)将步骤(3)所得坯锭加热、轧制，得板材；(5)将步骤(4)所得板材进行退火处理。优选地，步骤(1)中，所述真空条件的真空度为≤30Pa；优选地，步骤(1)中，所述含氮惰性气体为氮气或者氮气与氩气的混合；优选地，步骤(1)中，所述熔炼的温度为1550～1650℃。优选地，步骤(1)中，所述合金粉末的氧含量为0.004～0.02％；优选地，步骤(1)中，所述合金粉末呈球状，粒度为0.006～0.35mm。优选地，步骤(3)中，所述热等静压的压力为100～120MPa，保温温度为1000～1150℃。优选地，步骤(3)中，所述热等静压的压力、温度保持时间为2～3h。优选地，步骤(3)中，所述冷却为：以2～6℃/min的速率从所述保温温度冷却到250℃后出炉空冷。优选地，步骤(4)中，所述轧制包括热轧和冷轧，所述热轧的温度高于950℃，所述热轧为将坯锭加热后以20～35％的变形量进行轧制。优选地，步骤(4)中，所述加热为：首先将坯锭加热至800～850℃，保温30～60min，然后再加热到1100～1200℃，保温30～120min；优选地，将坯锭加热至800～850℃的升温速率为7～8℃/min。优选地，步骤(5)中，所述退火为球化退火。优选地，所述球化退火为：先将板材加热至950～1050℃，保温3～4h，然后以3～6℃/min冷却至800～850℃，保温3～5h，随炉冷却。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：本专利技术针对熔炼、浇铸等传统方法制备刀剪用不锈钢存在组织粗大、缩孔、疏松、成分偏析、成本高、效率低等缺点，采用粉末冶金方法，利用热等静压技术，合理控制工艺参数，获得与粉末成分相同、致密度高(相对密度接近100％)、均匀性好、纯净度高、力学性能和工艺性能优良的粉末钢。粉末冶金钢材因其所具有的高硬度、优良的韧性及出色的耐磨性，使其成为高端厨刀及户外小刀的理想材料。而世界粉末冶金钢材主要生产厂家是奥地利百禄和美国熔炉斯伯公司等欧美企业，国内刀剪用粉末钢的生产尚处于空白，高端刀剪用粉末钢基本依赖进口，使得中国刀剪企业在国际竞争中处于不利地位。本专利技术的高碳高铬不锈钢材料广泛应用于厨房刀具、剪刀、模具、注塑机螺杆等领域，与目前绝大部分都是采用熔炼、浇铸等制作方法相比，将合金料经气体雾化成高纯金属粉末，再施以热等静压技术烧结，最终可以获得晶粒、碳化物细小且均匀分布的组织结构，消除了传统熔铸等方法所生产钢材存在的成分偏析、碳化物偏聚等问题，使得材料的纯净度更高、耐磨耐腐蚀性更强，同时还兼备优良的抛光性，适用于各种高精度高要求和任何场合。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1是本专利技术实施例1中的刀剪用高碳高铬不锈钢的金相组织图(×5000倍)；图2是本专利技术对比例1中的不锈钢的金相组织图(×5000倍)。具体实施方式下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。一般的，制备金属粉末主要包含机械法和物理化学法两大类别。机械法是将原材料机械地粉碎，而化学成分基本上不发生变化；物理化学法是借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末的。雾化法是工业生产中应用最广泛方法之一，本专利技术中的金属粉末主要是在真空下熔炼，在熔炼室含氮惰性气体下进行合金化，利用高压氩气雾化进行雾化制粉。本专利技术的刀剪用高碳高铬不锈钢，以重量百分比计，由下述组分组成：C：1.8～2.0％，Si：0.5～0.7％，Mn：0.2～0.4％，Cr：19～21％，Mo：0.8～1.2％，V：2～4％，W：0.3～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％(例如C：1.93％，Si：0.55％，Mn：0.28％，Cr：20％，Mo：1.0％，V：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刀剪用高碳高铬不锈钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C：1.8～2.0％，Si：0.5～0.7％，Mn：0.2～0.4％，Cr：19～21％，Mo：0.8～1.2％，V：2～4％，W：0.3～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种刀剪用高碳高铬不锈钢，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：C：1.8～2.0％，Si：0.5～0.7％，Mn：0.2～0.4％，Cr：19～21％，Mo：0.8～1.2％，V：2～4％，W：0.3～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的刀剪用高碳高铬不锈钢，其特征在于，所述不锈钢中C：1.9～2.0％，Si：0.5～0.55％，Mn：0.2～0.3％，Cr：19～20％，Mo：0.9～1.1％，V：3～4％，W：0.5～0.7％，N：0.15～0.25％，S：≤0.01％，P：≤0.01％，O：≤0.01％。


3.根据权利要求1所述的刀剪用高碳高铬不锈钢，其特征在于，所述不锈钢的室温抗拉强度Rm为810～890MPa，室温塑性延伸强度Rp0.2为450～550MPa，室温断后延长率A为5～8％，室温冲击吸收能量KV2为7～10J。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的刀剪用高碳高铬不锈钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取配方量的原料在真空条件下进行熔炼，在熔炼室含氮惰性气体下进行合金化，利用高压氩气雾化制备金属粉末；
(2)将合金粉末除杂、过筛，取筛下物；
(3)对经步骤(2)处理后的合金粉末进行热等静压处理，冷却得坯锭；
(4)将步骤(3)所得坯锭加热、轧制，得板材；
(5)将步骤(4)所得板材进行退火处理。


5.根据权利要求4所述的刀剪用高碳高铬不锈钢的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述真空条件的真空度为≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：车洪艳，王铁军，梁晨，黄赞军，秦巍，周鸿锋，张宇红，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11