一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。一种锑镁钙复合处理的刃具钢，以质量百分比计算，包括：C：0.60～0.68％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.0～1.20％，P：0.005～0.015％，S：0.30～0.50％，Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％，Sb：0.10～0.15％，Cu：0.50～0.80％，Cr：0.50～0.80％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，通过顶底复吹转炉冶炼

【技术实现步骤摘要】
一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶炼
，尤其涉及一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]刃具钢的特点：在钢中添加一定的合金元素，使钢的切削性能、抗疲劳性能、耐蚀性能和润滑作用显著提高，最终得到疲劳性能和切削性能良好的一类钢。较好的易切削性能可以有效地降低刃具的损耗、减少切削阻力、提高使用寿命以及提高加工效率，降低生产成本。该钢种广泛应用在机械零部件、航空航天精密零部件、精密仪表零件、电器零件、机床零件、汽车传动轴等。
[0003]目前，现有的刃具钢存在着夹杂物含量高、分布不均匀，严重地降低了钢材的横纵向力学性能，降低了钢的切削性能、润滑性能、塑性及疲劳强度等。截至到目前，通过锑镁钙复合处理工艺，来改善刃具钢中的夹杂物含量高、分布不均匀，从而提高切削性能、润滑性能、塑性及疲劳性能等的相关研究还未见报道。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的是提供了一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法。
[0005]本专利技术目的是通过以下方式实现：
[0006]本专利技术提供一种锑镁钙复合处理的刃具钢，以质量百分比计算，包括：
[0007]C：0.60～0.68％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.0～1.20％，P：0.005～0.015％，S：0.30～0.50％，Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％，Sb：0.10～0.15％，Cu：0.50～0.80％，Cr：0.50～0.80％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0008]基于上述技术方案，进一步地，所述锑镁钙复合处理的刃具钢中，锰与硫的质量比2.0～3.5，钙与硫的质量比为0.15～0.35，锑与硫的质量比为0.20～0.50。
[0009]本专利技术中控制w[Ca]/w[S]质量比、w[Mn]/w[S]质量比、w[Sb]/w[S]质量比的目的是为了控制锑化锰、硫化锰、五氧化二锑含量，从而控制锑化锰、硫化锰和五氧化二锑形成的共晶化合物含量，减少了镁引起的熔点过高问题，有效地防止了水口堵塞的发生；缓解了因镁、钙蒸发引起硫化锰处理不均问题，同时由于锑化锰、硫化锰和五氧化二锑所形成的复合包裹，解决了由于硫化钙增多引起的疲劳性能、切削性能降低问题。
[0010]本专利技术还提供上述的锑镁钙复合处理的刃具钢的制备方法，主要包括以下工序：顶底复吹转炉冶炼
→
LF精炼
→
连铸
→
加热
→
轧制
→
控制冷却
→
卷取。
[0011]基于上述技术方案，进一步地，顶底复吹转炉冶炼前进行铁水预处理，由于S有利于刃具钢的切削性能，因此，该钢种不需进行预脱硫处理。
[0012]基于上述技术方案，进一步地，转炉冶炼的原料为废钢12～15％与铁水85～88％。
[0013]基于上述技术方案，进一步地，复吹转炉冶炼工序：采用顶吹氧气冶炼，底吹N2；钢水出钢温度1680～1700℃，出钢终点C控制在0.55％～0.60％，P≤0.005％，严禁下渣。
[0014]基于上述技术方案，进一步地，出钢过程中进行脱氧合金化：出钢1/5
‑
1/3时加入石灰12～18Kg/t钢，底吹气体切换为Ar气，吨钢合金加入量：锰铁3.0～5.0kg/t钢，铝铁3.55～5.0kg/t钢，在出钢过程中，加入铬铁、锑铁和铜合金。
[0015]基于上述技术方案，进一步地，LF精炼工序：在保证渣流动性良好的前提下，控制渣碱度R＝3.5～5.0，对钢水进行合金微调，保证钢水成分达到目标要求；LF精炼时间40min～60min，全分析温度1600℃～1620℃，吨钢辅料加入量：活性石灰9～12Kg/t，电石渣0.20～0.3Kg/t钢，碳化稻壳0.60～0.80Kg/t，并对钢水时时检测，加入中碳锰铁0.15～0.30Kg/t微调合金，加入硫线1.10m～2.40m/t钢，同时，保证钢中的Cr、Sb和Cu含量在内控范围内，精炼结束后，软吹时间≥12min，喂硅钙线2.2～2.8m/t钢，加入镁包芯线1.1～2.4m/t钢，使钢中Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％。
[0016]基于上述技术方案，进一步地，连铸工序：结晶器电磁搅拌电流250A，频率6Hz，正反转，转速为5转/s，平台温度1625
±
10℃，中包温度1525℃～1555℃，过热度保持20℃～30℃，拉速1.0m/min～1.2m/min；加大冷却水量，降低硫偏析，二次冷却水量为0.4～0.5t水/t钢，全程保护浇铸，结晶器保护渣选用高碳钢专用保护渣；凝固末端采用电磁搅拌器进行搅拌，铸坯采用火焰切割方式。
[0017]基于上述技术方案，进一步地，加热工序：采用步进式加热炉加热，预热段温度为930
±
20℃，预热时间30～40min，第一加热段温度为1140
±
20℃，加热时间30～40min，第二加热段温度为1200
±
20℃，加热时间35～50min，均热段温度为1200
±
20℃，均热时间40～50min，总加热时间≤3.0h。
[0018]基于上述技术方案，进一步地，轧制工序：开轧入口温度为1130
‑
1150℃；终轧温度为850
‑
910℃。
[0019]基于上述技术方案，进一步地，控制冷却工序：层流冷却采用后段冷却，依次从后向前，打开层冷水，使得卷取温度≥600℃，卷取后空冷，以获得均匀细小的组织。
[0020]本专利技术相对于现有技术具有的有益效果如下：
[0021]1.本专利技术通过在钢中加入Ca、Mg、Sb，控制锑化锰、硫化锰和五氧化二锑形成的共晶化合物的量，减少了因钢中加入镁出现的熔点过高问题，有效地防止了水口堵塞的发生；
[0022]2.本专利技术缓解了因镁、钙蒸发导致硫化锰处理不均问题；
[0023]3.本专利技术通过锑化锰、硫化锰和五氧化二锑形成的复合包裹，解决了由于硫化钙增多引起的疲劳性能、切削性能降低的问题。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。
[0025]图1为实施例1得到的锑镁钙复合强化的刃具钢夹杂物分布图；
[0026]图2为实施例2得到的锑镁钙复合强化的刃具钢夹杂物扫描电镜图；
[0027]图3为实施例1得到的钢板扫描电镜图；
[0028]图4为硫化锰长宽比随着钙硫比变化的曲线；
[0029]图5为对比例2得到钢材的夹杂物的扫描电镜图；
[0030]图6为对比例3的刃具钢夹杂物分布图。
具体实施方式
[0031]下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本专利技术的部分实施例，对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锑镁钙复合处理的刃具钢，其特征在于，以质量百分比计算，包括：C：0.60～0.68％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.0～1.20％，P：0.005～0.015％，S：0.30～0.50％，Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％，Sb：0.10～0.15％，Cu：0.50～0.80％，Cr：0.50～0.80％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的锑镁钙复合处理的刃具钢，其特征在于，所述锑镁钙复合处理的刃具钢中，锰与硫的质量比2.0～3.5，钙与硫的质量比为0.15～0.35，锑与硫的质量比为0.20～0.50。3.权利要求1或2所述的锑镁钙复合处理的刃具钢的制备方法，其特征在于，主要包括以下工序：顶底复吹转炉冶炼
→
LF精炼
→
连铸
→
加热
→
轧制
→
控制冷却
→
卷取。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，顶底复吹转炉冶炼工序：采用顶吹氧气冶炼，底吹N2；钢水出钢温度1680～1700℃，出钢终点C控制在0.55％～0.60％，P≤0.005％，严禁下渣。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，出钢过程中进行脱氧合金化：出钢1/5
‑
1/3时加入石灰12～18Kg/t钢，底吹气体切换为Ar气，吨钢合金加入量：锰铁3.0～5.0kg/t钢，铝铁3.55～5.0kg/t钢，在出钢过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，刘志璞，姜育男，韩宇，崔宏涛，宫震，王亚东，左远鸿，王全洲，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：