钎具钢及其制备方法技术

本申请公开了一种钎具钢及其制备方法，涉及冶金技术领域。本申请提供的钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含C：0.17％～0.23％，Si：0.90％～1.2％，Mn：2.2％～2.6％，Mo：0.30％～0.4％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cu≤0.20％，Al：0.010％～0.025％，O≤0.0015％，N＜0.0050％，H≤0.0001％，其余为Fe和不可避免的杂质。该钎具钢为低成本Si

【技术实现步骤摘要】
钎具钢及其制备方法


[0001]本申请涉及冶金
，具体而言，涉及钎具钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]凿岩钎具是矿山开采、隧道等基本建设的钻爆作业中所需的工具消耗品，钎具工作时，钎头和钎杆连接，钎头直接与岩石接触，承受着2000～9000次/min左右的高频冲击，每次的冲击能量25
‑
500J，钎具工作时的失效形式有杆体磨损、变形、断裂失效及钎头硬质合金的脱落，塑性变形、应力疲劳腐蚀断裂等。钎具用钢要求有较高的强度、高的韧性、耐磨损、耐腐蚀及高的冲击疲劳性能。但现有的钎具用钢需要使用Nb、V等贵重金属来保持其性能，导致生产成本较高。
[0003]鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供钎具钢及其制备方法，不需要添加Nb、V等贵重金属，能够兼顾成本和性能。
[0005]本申请是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请提供一种钎具钢，钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含C：0.17％～0.23％，Si：0.90％～1.2％，Mn：2.2％～2.6％，Mo：0.30％～0.4％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cu≤0.20％，Al：0.010％～0.025％，O≤0.0015％，N＜0.0050％，H≤0.0001％，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0007]在可选的实施方式中，钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含0.01％≤Cu≤0.20％，0.01％≤P≤0.02％。
[0008]在可选的实施方式中，钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含Si：1.0％～1.1％，Mn：2.35％～2.48％。
[0009]第二方面，本申请提供一种如前述实施方式中任一项的钎具钢的制备方法，包括按照钎具钢的化学成分依次进行钢水冶炼、精炼、连铸和轧制。
[0010]在可选的实施方式中，钢水冶炼步骤包括：
[0011]使用转炉对铁水进行冶炼，控制铁水进入转炉时S≤0.050％，As≤0.035％，冶炼终点时控制钢水中C含量为0.08％～0.12％，控制P含量≤0.018％。
[0012]在可选的实施方式中，转炉在出钢过程中加入硅铁、低碳锰铁、硅锰以及铝铁。
[0013]在可选的实施方式中，精炼步骤包括依次进行LF精炼和RH精炼；
[0014]LF精炼步骤中加入钼铁，LF精炼持续时长为60～80min；
[0015]RH精炼的真空处理时间大于18min，并且采用氩气进行软吹，使用碳化稻壳覆盖于炉渣表面。
[0016]在可选的实施方式中，开浇炉的钢水在LF精炼结束后温度为1605
±
10℃，到达RH精炼的工位时的温度为1595
±
10℃；连浇炉的钢水在LF精炼结束后温度为1599
±
10℃，到
达RH精炼的工位时的温度为1589
±
10℃。
[0017]在可选的实施方式中，连铸步骤包括使用中间包、结晶器连续铸造形成连铸坯，并使连铸坯在二冷段内进行二次冷却；
[0018]沿连铸坯输送方向，二冷段包括依次连接的一区、二区、三区和四区，二次冷却用水量的分配比例为：一区28～30％，二区34～37％，三区19～22％，四区13～15％。
[0019]在可选的实施方式中，在轧制步骤之后，钎具钢的制备方法还包括对轧制成型的钢材进行热处理，热处理步骤包括：
[0020]将钢材在885℃
±
10℃下进行油淬冷却；在250
±
10℃回火，保温150min；空冷至室温。
[0021]本申请具有以下有益效果：
[0022]本申请实施例提供的钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含C：0.17％～0.23％，Si：0.90％～1.2％，Mn：2.2％～2.6％，Mo：0.30％～0.4％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cu≤0.20％，Al：0.010％～0.025％，O≤0.0015％，N＜0.0050％，H≤0.0001％，其余为Fe和不可避免的杂质。本申请实施例提供的钎具钢为低成本Si
‑
Mn
‑
Mo系钎具钢，无需添加Nb、V贵重金属，而通过添加廉价的Al(0.010％～0.025％)，能够获得较低的成本，且具有较佳强度、韧性的钎具钢，能够满足钎具的使用需求。本申请实施例提供的钎具钢的制备方法用于制作上述的钎具钢。
具体实施方式
[0023]目前传统的凿岩钎具一般采用SiMnMo、SiMn、CrMo、CrNiMo等牌号的钢种。凿岩钎具大多使用中高碳钢，锻造性能较差，造成凿岩钎具冲击韧性较低，使用寿命较短，而性能优良的凿岩钎具的用钢使用大量的贵重合金Nb、Ni、V，成本较高。因此迫切需要一种低成本、洁净、高强高韧的凿岩钎具用钢。本申请提供的钎具钢属于一种低成本Si
‑
Mn
‑
Mo系钎具用钢，不添加Nb、V贵重金属，仅添加廉价的Al，配合合理的制作工艺，制得一种低成本高强高韧洁净钎具钢。
[0024]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
[0026]本申请提供的一种钎具钢，其化学成分按重量百分比计，包含C：0.17％～0.23％，Si：0.90％～1.2％，Mn：2.2％～2.6％，Mo：0.30％～0.4％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cu≤0.20％，Al：0.010％～0.025％，O≤0.0015％，N＜0.0050％，H≤0.0001％，其余为Fe和不可避免的杂质。N含量过高，会对钢材表面质量产生负面影响，研究表明，N含量超过0.0070％会增加钢材裂纹敏感性。由于氧含量过高会导致钢材使用疲劳寿命降低，因此控制O≤0.0010％来保障钢材使用疲劳寿命。由于该钎具钢中Si、Mn含量较高，氢脆敏感性强，严格控制氢含量能保证产品质量，因此控制H≤0.0001％。Al除了具有脱氧和细化晶粒作用外，还能抑制低碳钎具钢的时效，提高钢在低温下的韧性，进一步的，可控制Al在0.015％～0.025％。
[0027]进一步的，钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含0.01％≤Cu≤0.20％，0.01％≤P≤0.02％。铜和磷过高，易导致钎具钢在热加工过程中产生热脆和冷脆，降低力学性能。但少量的铜加入钢中可以提高钎具钢抗大气腐蚀性，特别与磷配合使用时，能提高钎具钢的强度，而对钢焊接性能无影响。因此，本实施例中对铜、磷的上限和下限均做出了限定，来使钎具钢具有较佳的抗腐蚀性和力学性能。
[0028]进一步的，钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含Si：1.0％～1.1％，Mn：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钎具钢，其特征在于，所述钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含C：0.17％～0.23％，Si：0.90％～1.2％，Mn：2.2％～2.6％，Mo：0.30％～0.4％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cu≤0.20％，Al：0.010％～0.025％，O≤0.0015％，N＜0.0050％，H≤0.0001％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的钎具钢，其特征在于，所述钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含0.01％≤Cu≤0.20％，0.01％≤P≤0.02％。3.根据权利要求1所述的钎具钢，其特征在于，所述钎具钢的化学成分按重量百分比计，包含Si：1.0％～1.1％，Mn：2.35％～2.48％。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述的钎具钢的制备方法，其特征在于，包括按照所述钎具钢的化学成分依次进行钢水冶炼、精炼、连铸和轧制。5.根据权利要求4所述的钎具钢的制备方法，其特征在于，所述钢水冶炼步骤包括：使用转炉对铁水进行冶炼，控制所述铁水进入所述转炉时S≤0.050％，As≤0.035％，冶炼终点时控制钢水中C含量为0.08％～0.12％，控制P含量≤0.018％。6.根据权利要求5所述的钎具钢的制备方法，其特征在于，所述转炉在出钢过程中加入硅铁、低碳锰铁、硅锰以及铝铁。7.根据权利要求4所述的钎具钢的制备方法，其特征在于，所述精炼步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正波，刘年富，邓湘斌，黄铸铭，胡昭锋，吴学兴，钟凡，钟芳华，周成宏，董凤奎，何健楠，廖美华，戴坚辉，
申请(专利权)人：宝武杰富意特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：