本发明专利技术属于金属材料技术领域，尤其是涉及一种高韧性高耐磨高速钢及其加工工艺和应用该工艺的刀具。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本高韧性高耐磨高速钢包括下述质量份数的成分：C：0.97-1.06、Si：0.20-0.55、Mn：0.20-0.50、P：≤0.03、S：≤0.015、Cr：3.80-4.40、W：2.30-2.45、Mo：7.60-7.95、V：1.95-2.10、Co：2.85-3.50，其余为Fe；一种加工工艺，包括A、坯料制备，B、锻造，C、轧钢，D、冷拔和E、热处理；一种刀具。本发明专利技术的优点在于：热加工性能和冷加工性能好，脱碳敏感性小，切削性能好以及使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
高韧性高耐磨高速钢及其加工工艺和应用该工艺的刀具
本专利技术属于金属材料
，尤其是涉及一种高韧性高耐磨高速钢及其加工工艺和应用该工艺的刀具。
技术介绍
高速钢的诞生至今已有百年的历史，人们在合金化、钢种、生产工艺、热处理、性能及显微组织等方面进行了许多卓有成效的工作，可以说已达到成熟的阶段。20世纪中期以后，世界科学技术得到飞速发展，作为机械制造业中最重要的切削技术也是如此。许多超硬工具材料如TiC基硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷和金属陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石等等不断出现，在切削速度、切削效率及切削难加工材料上高速钢无法与其相提并论。但是，高速钢的韧性、工具成型性却是任何脆性的超硬性工具材料所无法比拟的，而且高速钢刀具，尤其是复杂、精密刀具的制造成本较低。加之，高速钢合金化，冶金生产及加热处理技术的不断进步，使自身的性能不断提高。因此，尽管在单刃刀具高速切削与难加工材料领域中硬质合金所占的份额日益增多，但在多刃刀具尤其是复杂、精密刀具，经受冲击和振动的切削加工以及在加工一般材料时，高速钢仍估主要地位。在现有的钼系高速钢中，现有的钼系高速钢包括W2Mo9Cr4V2在内的高速钢，在合金化方面优化设计，其铸态组织为M2C，经X光衍射仪测试M2C占88％左右、M6C占6％左右，余下为M23C6、M7C3及MC约占6％左右。在热加工及热处理后M2C→M6C+MC可细化碳化物，但M2C时常存在分解不充分现象，其余量1-3％，通常称棒状碳化物，这种棒状M2C共晶碳化物存在即影响热加工性能，又影响刀具使用性能。该W2Mo9Cr4V2高速钢在一定程度上能满足使用要求，但是该高速钢至少存在以下缺点：1、热加工性能差，W2Mo9Cr4V2导热系数小，加热范围窄，时常出现过热、过烧及拉裂现象，锭至坯成坯率波动在72～76％范围内，也就是说，成材率低；2、脱碳敏感性大，例如40mm方坯轧制Φ8mm直条，W2Mo9Cr4V2脱碳层波动在3％D～4％D(0.24～0.32mm)；3、冷加工性能差，冷拔性能较差：W2Mo9Cr4V2钢由于钢中残存1-3％M2C未分解的一次棒状碳化物，退火后拉拔工艺不稳定，时常产生断裂现象，降低了成材率；4、现有的对包括W2Mo9Cr4V2在内的高速钢其生产加工工艺制得的高速钢热加工性能和冷加工性能均较差，以及脱碳敏感性大，工艺较为繁琐，无法满足生产要求；5、应用通过现有的生产工艺制得的高速钢的刀具其切削性能差，使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种冷热加工性能好、脱碳敏感性小和冷加工性能好的高韧性高耐磨高速钢。本专利技术的另一目的是针对上述问题，提供一种能制得冷热加工性能好、脱碳敏感性小和冷加工性能好的用于制造高韧性高耐磨高速钢的加工工艺。本专利技术的还有另一目的是针对上述问题，提供一种切削性能好和使用寿命长的高韧性高耐磨高速钢的加工工艺制得的刀具。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：所述的高韧性高耐磨高速钢包括下述质量百分含量的成分：C：0.97-1.06、Si：0.20-0.55、Mn：0.20-0.50、P：≤0.03、S：≤0.015、Cr：3.80-4.40、W：2.30-2.45、Mo：7.60-7.95、V：].95-2.10、Co：2.85-3.50，其余为Fe。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢包括下述优化质量百分含量的成分：C：0.99-1.04、Si：0.30-0.40、Mn：0.35-0.48、P：≤0.025、S：≤0.010、Cr：3.90-4.05、W：2.35-2.45、Mo：7.75-7.85、V：2.00-2.05、Co：2.95-3.04，其余为Fe。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢的优化质量百分含量的成分如下：C：1.03、Si：0.31、Mn：0.35、P：≤0.02、S：≤0.008、Cr：4.05、W：2.40、Mo：7.80、V：2.00、Co：2.95，其余为Fe。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢中的各种气体含量为：[H]0.10-0.13ppm、[O]21-26ppm和[N]58-71ppm。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢还包括Pb：55-63ppm、As：44-51ppm、Sn：61-64ppm和Sb：61-67ppm在内的几种稀有元素。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢的平衡碳差值采用下述公式计算且ΔC的范围为0.18-0.20：ΔC＝Cp-C实；式中：ΔC为平衡碳差值，Cp为平衡碳值，C实为实际的碳值，其中，所述的Cp采用下述公式计算：Cp＝0.033×W的质量百分含量+0.063×Mo的质量百分含量+0.06×Cr的质量百分含量+0.20×V的质量百分含量。在上述的高韧性高耐磨高速钢中，所述的高速钢的碳化物颗粒不均匀度≤2.0级；粒度为6.1-10μm碳化物颗粒占有率≤5％，粒度为1-6μm碳化物颗粒占有率≤10％，粒度＜1.0μm碳化物颗粒占有率≥85％；无M2C棒状碳化物残留。一种用于制造高韧性高耐磨高速钢的加工工艺，本加工工艺包括如下步骤：A、坯料制备：将通过冶炼获得的所述高韧性高耐磨高速钢的锭料进行加热，加热温度1140-1180℃，经加工制得坯料；冶炼采用EAF+感应炉联合冶炼+LF+VD+ESR冶炼，消除了W、Cr、Mo、V贵重金属烧损现象，可降低生产成本300-500元/吨。B、锻造：先将坯料放入锻造炉内，入炉温度不低于650℃，然后进行预热处理，预热温度650-900℃，再进行加热处理，加热温度900-1110℃，加热后进行保温处理，保温温度1120-1160℃，保温后进行终锻处理，终锻温度不低于900℃，最后进行锻造退火处理且锻造退火处理是加热温度为780-800℃去应力退火，制得锻件；C、轧钢：先将锻造后的锻件放入轧钢炉内，入炉温度最高700℃，进行预热处理，预热温度700-900℃，然后进行加热处理，加热温度900-1110℃，加热后进行保温处理，保温温度1120-1150℃，保温后进行终轧处理，终轧温度不低于900℃，最后进行轧钢退火处理，所述的轧钢退火是退火温度为860±10℃的相变退火，制得轧钢材；D、冷拔：先将终轧后的轧钢材进行去鳞处理，所述的去鳞处理为750℃爆水去鳞或550℃寝碱爆水去鳞，去鳞后进行酸洗处理且酸洗液为质量浓度为10-20％的盐酸，酸洗液温度40-60℃，再进行中和处理，中和处理采用CaO混合液，最后依次进行干燥、皂化、拉拢和冷拔退火处理，所述的冷拔退火处理时，若拉拢后的直径大于3.0mm则采用退火温度为850±10℃重结晶退火，若拉拢后的直径不超过3.0mm则采用退火温度为790±10℃再结晶退火，制得冷拔件；E、热处理：对冷拔件进行油冷淬火：若采用盐洛炉油冷淬火，则加热温度为1190-1230℃，若采用箱式炉油冷淬火，则加热温度为1200-1240℃；然后进行至少1次回火，回火温度540-560℃且每次回火时间至少1小时，制得成品。在上述的用于制造高韧性高耐磨高速钢的加工工艺中，所述的成品的力学性能为：硬度HRC66-67，红硬性HRC60-64，抗弯强度5000-5500MPa，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，本高速钢包括下述质量份数的成分：C：0.97?1.06、Si：0.20?0.55、Mn：0.20?0.50、P：≤0.03、S：≤0.015、Cr：3.80?4.40、W：2.30?2.45、Mo：7.60?7.95、V：1.95?2.10、Co：2.85?3.50，其余为Fe。
【技术特征摘要】
1.一种高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，所述的高速钢包括下述质量百分含量的成分：C：0.97-1.06、Si：0.20-0.55、Mn：0.20-0.50、P：≤0.03、S：≤0.015、Cr：3.80-4.40、W：2.30-2.45、Mo：7.60-7.95、V：1.95-2.10、Co：2.85-3.50，其余为Fe：所述的高速钢的碳化物颗粒不均匀度≤2.0级；粒度为6.1-10μm的碳化物颗粒占有率≤5％，粒度为1-6μm碳化物颗粒占有率≤10％，粒度＜1.0μm碳化物颗粒占有率≥85％；无M2C棒状碳化物残留。2.根据权利要求1所述的高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，所述的高速钢包括下述质量百分含量的成分：C：0.99-1.04、Si：0.30-0.40、Mn：0.35-0.48、P：≤0.025、S：≤0.010、Cr：3.90-4.05、W：2.35-2.45、Mo：7.75-7.85、V：2.00-2.05、Co：2.95-3.04，其余为Fe。3.根据权利要求2所述的高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，所述的高速钢的质量百分含量的成分如下：C：1.03、Si：0.31、Mn：0.35、P：≤0.02、S：≤0.008、Cr：4.05、W：2.40、Mo：7.80、V：2.00、Co：2.95，其余为Fe。4.根据权利要求1或2或3所述的高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，所述的高速钢中的各种气体含量为：[H]0.10-0.13ppm、[0]21-26ppm和[N]58-71ppm。5.根据权利要求1或2或3所述的高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，所述的高速钢还包括Pb：55-63ppm、As：44-51ppm、Sn：61-64ppm和Sb：61-67ppm在内的四种稀有元素。6.根据权利要求1所述的高韧性高耐磨高速钢，其特征在于，本高速钢的平衡碳差值采用下述公式计算且ΔC的范围为0.180-0.20：ΔC＝Cp-C实；式中：ΔC为平衡碳差值，Cp为平衡碳值，C实为实际的碳值，其中，所述的Cp采用下述...
【专利技术属性】
技术研发人员：田庆亮，卢南法，齐生祥，吴良国，潘干群，徐晓华，李硕焰，
申请(专利权)人：浙江特星标模制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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