[其他]高速工具鋼及其熱處理工藝

在審

• 申請號: 101985000004791
• 申請日: 1985-06-19
• 公開（公告）號: CN85104791B
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發明（設計）人: 劉躍亭
• 申請（專利權）人: 河北省冶金研究所
• 代理公司: 河北省專利事務所
• 代理人: 張二群

本發明公開了一種高速工具鋼，特別是一種加入Ａｌ、Ｎ的鎢鉬高速工具鋼及其熱處理工藝。其特征化學成分重量百分比：Ｃ０．７～１．５％，Ｓｉ０．２～１．０％，Ｍｎ０．１～０．４％，Ｃｒ２～６％，Ｗ１～２０％，Ｍｏ１～１２％，Ｖ０．８～４％，Ａｌ０．５～１．５％，Ｎ０．０１～０．１０％，其余為Ｆｅ和不純物質；也可加入Ｔｉ０．０１～０．５％，ＲＥ０．００５～０．６％，或加入其中之一，熱處理后具有良好的綜合性能。適用于制造刃具、模具等。

本發明涉及一種高速工具鋼，特別是一種加入Al、N的具有較好綜合性能的鎢鉬高速工具鋼及其熱處理工藝。

在本發明做出之前，日本特許廳特許出愿公開昭57-82465記載了含有Al、N的高速工具鋼，化學成分重量百分比0.6～3.0%，Si0.1～2.0%，Mn1.0%以下，Cr2～10%，W0.1～20%，Mo0.1～12%，V2.4～6%，Co0.1～20%，Ni1.0%以下，Al0.1～0.5%，N0.02～0.15%，并滿足〔Al〕×〔N〕≥8×10^-3，其余為Fe及不純物。然而上述的高速工具鋼，含有我國稀缺Co、Ni貴重金屬元素，V含量也高，因此，成本高;同時，韌性較差，不能用來做模具;再則，熱處理淬火區間較窄，熱處理工藝性較差。

本發明的任務是要提供一種新型高速工具鋼，不但能省去我國稀缺貴重金屬Co、Ni，降低成本，而且淬火溫度范圍寬、熱處理工藝性好，具有較高的紅硬性、耐磨耗性和韌性，好的熱扭轉性能等;擴大高速工具鋼的使用范圍。

本發明是以如下方式實現的。要求化學成分重量百分比：

C0.7～1.5%，Si0.2～1.0%，Mn0.1～0.4%，Cr2～6%，W1～20%，Mo1～12%，V0.8～4%，Al0.5～1.5%，N0.01～0.10%，其余為Fe和不純物質。

也可在上述化學成分的基礎上添加入Ti0.01～0.5%，RE0.005～0.6%或加入其中之一。以提高其韌性等綜合性能。

化學成分的限定理由是：

C：C的加入量要與W、Mo、V的含量相匹配，一般遵循“平衡碳”公式匹配，C是高速工具鋼硬度、紅硬性、抗彎強度、韌性、熱塑性等性能的主要影響元素，其含量不足0.7%時高速工具鋼得不到必要的硬度，但超過的1.5%時高速工具鋼顯著變脆，韌性降低，所以碳含量限定為0.7～1.5%。

Si：Si主要作為脫氧劑加入，其含量對高速工具鋼的碳化物形態有影響，若超過0.5%時則促使其棒狀碳化物M₂C分解生成M₆C+MC的微細碳化物，有利于強化基體，提高屈服點、提高疲勞強度，在高溫下阻止表面氧化。但如果加入量過大，會使熱傳導性下降，韌性降低，縮短工具使用壽命，所以Si含量限定為0.2～1.0%。

Mn：Mn與Si一樣，也是作為脫氧劑添加的，它有助于提高鋼的淬火性能和熱塑性。但加入量過大會由于錳化物的析出使韌性和回火軟化阻抗性能下降，并且使鋼切削性能惡化，所以Mn的含量限定為0.1～0.4%。

Cr：Cr對高速鋼的性能影響是非常復雜的，它可提高鋼的淬透性，提高馬氏體的回火穩定性，阻礙碳化物的析出及聚集長大，提高鋼的淬火硬度，使晶粒細小，有利于二次硬化和提高紅硬性。但其含量超過10%，則耐熱性顯著變壞，韌性下降，所以Cr含量限定為2～6%。

W、Mo：W和Mo都是強化碳化物元素。W和Mo在高速工具鋼中的作用是可以互相代替的，在高速工具鋼中每1%的Mo相當于2%W的作用，W、Mo元素與C元素匹配加入，隨著其含量的增多，碳化物相應增多，并且一部分固溶于基體中強化了基體有助于提高鋼的耐磨耗性及硬度、提高抗回火軟化性等，為了確保作為各種工具使用時的必要硬度和切削耐久性，選擇W當量2Mo+W在1.5～30%較為合適，W當量低于1.5%時淬火性能和高溫硬度等不足，超過30%時，則碳化物增加太大，且粒度大大增加，鍛造性能、韌性急劇變壞，所以W含量限定為1～20%，Mo含量限定為1～12%。添加稀土元素，可使高W、Mo含量的高速工具鋼熱塑性顯著提高，這是稀土元素使鑄態組織得到改善的結果。