一种高速钢轧制方法技术

本发明专利技术属于冶金领域，尤其涉及一种高速钢轧制方法。所述方法包括：1)取待加工高速钢的板坯表面镀镁铝膜2)置于保护气氛进行前置热处理得到预热板坯；3)以辅助高速钢包围预热板坯以扩散焊的方式将辅助高速钢和预热板坯的每一结合面均焊接密封为一体；4)对组合结构板坯二次热处理后进行热轧，热轧后得到精坯并对精坯进行精制冷轧，完成高速钢轧制得到目标尺寸高速钢。本发明专利技术能够实现大尺寸大规格高速钢板材的轧制制备，且具有较高的轧制加工精度；轧制所得的高速钢具有良好的力学性能。轧制所得的高速钢具有良好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高速钢轧制方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，尤其涉及一种高速钢轧制方法。

技术介绍

[0002]高速钢是(HSS)是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢，俗称白钢。高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等。
[0003]但是，现有的高速钢材料在进行大厚度、长尺寸的坯料制备时，存在尺寸公差大、红硬性和耐磨性等力学性能差的问题，并且由于规格限制了产能。
[0004]这主要是由于，现有的W
‑
Mo系高速钢中，在实际的坯料制备过程中容易产生了大量的层片状碳化物(M2C)，而层片状碳化物片层结构脆弱，塑性变形时容易发生脆断开裂。虽然其是一种亚稳相结构，在高温处理中容易转变为鱼骨状碳化物(M6C)，但由于层片状碳化物在钢中容易形成较为严重的偏析，导致后续所形成的鱼骨状碳化物形成偏析。因而严重限制了大尺寸、大规格高速钢的生产和制备。
[0005]因此，如何改进大尺寸、大规格高速钢的生产制备工艺，成了提高高速钢产能和品质的一个重要方向。

技术实现思路

[0006]为解决现有的高速钢轧制工艺无法实现大尺寸、大规格的板材制备，轧制过程中高速钢发生严重偏析，导致部分硬脆、容易断裂，且轧制公差变形大等问题，本专利技术提供了一种高速钢轧制方法。
[0007]本专利技术的目的在于：
[0008]一、能够有效实现大规格、大尺寸高速钢的轧制；
[0009]二、所制备得到的高速钢具有良好的力学性能；
[0010]三、轧制所得的高速钢尺寸公差小，满足加工精度的要求。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0012]一种高速钢轧制方法，
[0013]所述方法包括：
[0014]1)取待加工高速钢的板坯，在高速钢板坯表面镀镁铝膜，得到预处理板坯；
[0015]2)对预处理板坯进行前置热处理，前置热处理将预处理板坯置于保护气氛中，进行成分扩散，得到预热板坯；
[0016]3)以尺寸合适的辅助高速钢包围预热板坯，辅助高速钢与待加工高速钢的板坯成分相同或相近，辅助高速钢和预热板坯的每一结合面均为清洁且密合的，以扩散焊的方式将辅助高速钢和预热板坯的每一结合面均焊接密封为一体，得到组合结构板坯；
[0017]4)对组合结构板坯进行二次热处理，二次热处理后进行热轧前的预处理，预处理完成后进行热轧，热轧后得到精坯并对精坯进行精制冷轧，完成高速钢轧制得到目标尺寸
高速钢。
[0018]在本专利技术技术方案中，通过铝镁形成复合介质过渡层，该过渡层控制厚度实际会在最终的高速钢中基本消失，因为铝和镁易扩散的性质，其通过适当处理和加工后并不会形成成分偏析。而铝镁膜的形成，一来可以形成过渡，二来通过铝镁元素的固溶扩散，能够实际改变碳化物的存在形式，并且实现对带状组织的割裂和细化。另一方面，铝镁还具有良好的脱氧效果，能够强化高速钢的抗氧化能力。尤其对于M2高速钢等存在易氧化问题的高速钢而言，具有显著的改善效果。
[0019]此外，铝镁成分还能够起到“粘结剂”和“延展剂”的作用，其在板坯和辅助高速钢进行结合的过程中，通过铝镁元素易扩散的特点形成实现板坯和辅助高速钢的有机结合，提高高速钢在轧制过程中的延展性，修复轧制偏差。
[0020]作为优选，
[0021]步骤1)所述镀镁铝膜采用化学沉积和/或电沉积和/或磁控溅射进行。
[0022]上述均为表面镀膜的常见方法。
[0023]作为优选，
[0024]步骤1)所述铝镁膜为：先进行镁膜的镀制，再配合化学沉积铝膜。
[0025]在本专利技术技术方案中，镁膜能够采用任意的方式进行镀制，甚至可以采用直接粘附镁粉的方式进行，其主要作为与铝结合的辅助成分。而对于铝元素而言，经试验表明，采用电沉积或磁控溅射的方式，能够形成稳定、致密的铝膜，而化学沉积所形成的铝膜则是存在裂纹的，具有相对较高的宏观平整性但不具备致密性。但经过反复多次的试验，结果却表明，以化学沉积制得的铝膜对于后续的处理工艺而言，效果远优于磁控溅射或电化学沉积的方式所制得的铝膜。这主要是由于采用化学沉积的铝膜更容易进行扩散。
[0026]作为优选，
[0027]步骤2)所述前置热处理为：于620～650℃保温25～35min，后升温至1050～1220℃保温25～35min。
[0028]在前置热处理过程中，铝镁成分向板坯内进行一定程度的扩散以及铝镁相互结合，形成复合层结构。同时，高速钢钢锭、板坯等在前期的浇铸成型等制备加工过程中，必然残留有大量的M2C型碳化物，在前置热处理中，通过铝镁扩散的方式进行阻断带状组织结构并进行一定程度的扩散掺杂，另一方面，在后续的高温保温过程中，能够有效抑制M2C型碳化物的形成和生长并促进M6C型碳化物的形成和生长，提高高速钢的力学性能。
[0029]作为优选，
[0030]步骤3)所述预热板坯和辅助高速钢的表面采用喷丸和/或磨和/或铣和/或刨削的方式进行清洁。
[0031]上述均为常见的合金表面清洁工艺，能够有效适用于本专利技术技术方案。
[0032]作为优选，
[0033]步骤4)所述二次热处理为：分别于930～960℃、1010～1025℃和1050～1070℃条件下保温80～100min、50～70min和25～35min。
[0034]在上述的三段式热处理过程中，能够实现高速钢内的组织转变，形成更多的鱼骨状碳化物，减少层片状碳化物，以便后续的轧制进行。
[0035]作为优选，
[0036]步骤4)所述热轧进行多次，单次轧制的尺寸变形量≤12％，热轧温度为620～880℃；
[0037]热轧结束后精坯与目标尺寸高速钢的尺寸公差为1.5～2.5mm。
[0038]实际在轧制过程中，除非终轧以外，热轧温度控制在850～880℃，终轧温度控制在620～650℃，通知确保终轧变形量≤6％。因为在非终轧的过程中，需要施加较高的温度，以抑制层片状碳化物的形成，而在终轧时，采用较低的热轧温度以控制轧制精度，同时配合后续的冷轧工艺，以在高速钢的表面形成极少量的层片状碳化物同时形成铝的表面扩散强化，提高高速钢的表面硬度。
[0039]作为优选，
[0040]步骤1)所述镁铝膜中铝含量≥65wt％。
[0041]在本专利技术技术方案中，铝镁膜主要起效成分为铝，因此需要确保铝含量较高。但需要注意的是，铝含量不应当高于80wt％，即应当确保含有至少20wt％的镁，才能够实现良好的铝镁强化效果。
[0042]作为优选，
[0043]步骤1)所述镁铝膜厚度为0.5～1.5mm。
[0044]铝镁膜的厚度不宜过大，以避免形成清晰的界面层，导致最终轧制所得的高速钢抗剥离性能差，具体镁铝膜的厚度可基于板坯与目标尺寸高速钢的尺寸差确定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速钢轧制方法，其特征在于，所述方法包括：1)取待加工高速钢的板坯，在高速钢板坯表面镀镁铝膜，得到预处理板坯；2)对预处理板坯进行前置热处理，前置热处理将预处理板坯置于保护气氛中，进行成分扩散，得到预热板坯；3)以尺寸合适的辅助高速钢包围预热板坯，辅助高速钢与待加工高速钢的板坯成分相同或相近，辅助高速钢和预热板坯的每一结合面均为清洁且密合的，以扩散焊的方式将辅助高速钢和预热板坯的每一结合面均焊接密封为一体，得到组合结构板坯；4)对组合结构板坯进行二次热处理，二次热处理后进行热轧前的预处理，预处理完成后进行热轧，热轧后得到精坯并对精坯进行精制冷轧，完成高速钢轧制得到目标尺寸高速钢。2.根据权利要求1所述的一种高速钢轧制方法，其特征在于，步骤1)所述镀镁铝膜采用化学沉积和/或电沉积和/或磁控溅射进行。3.根据权利要求1或2所述的一种高速钢轧制方法，其特征在于，步骤1)所述铝镁膜为：先进行镁膜的镀制，再配合化学沉积铝膜。4.根据权利要求1所述的一种高速钢轧制方法，其特征在于，步骤2)所述前置热处理为：于620～650℃保温25～...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢逸夫，卢建东，程兴磊，夏明芬，蔡志强，
申请(专利权)人：浙江精瑞工模具有限公司，
类型：发明
国别省市：