一种强韧持久耐磨刀具钢及其宽幅卷板制备方法技术

本发明专利技术公开了一种强韧持久耐磨刀具钢及其宽幅卷板制备方法。刀具钢的组分为：C：0.40

【技术实现步骤摘要】
一种强韧持久耐磨刀具钢及其宽幅卷板制备方法


[0001]本专利技术涉及马氏体钢
，具体涉及一种强韧持久耐磨刀具钢及其宽幅卷板制备方法。

技术介绍

[0002]国内外刀剪材料依据产品档次加以选择，低档产品通常采用420系列Crl3型马氏体不锈钢，如30Cr13、40Cr13等，其硬度较低，在(51
‑
55)HRC，而高档产品则采用50Cr15MoV、60Cr13、440B、440C等，其硬度可达(55
‑
58)HRC。由此可见，国内外刀剪材料的发展趋势是：提高碳、铬强化元素含量，并在钢中添加钼、钛、钒等强碳化物形成元素，即高碳高合金化。高碳高合金马氏体钢制成的刀剪虽然锋利度、耐磨性以及耐蚀性均很好，但消耗合金资源多，成本昂贵。另一方面，由于钢中碳含量高，生产难度大，在生产过程中容易出现铸坯纵裂、卷板碳化物偏析等缺陷，对宽幅卷板生产而言尤为如此，国内高碳高合金马氏体钢多以窄带为主，极大程度限制了高端刀具全流程机械化精加工的生产效率。随着社会的发展，人们对高端民生制品的要求越来越高，采用新的合金化途径，开发高性价比刀具新材料以及制备方法已成为当前亟待解决的技术问题。
[0003]申请号为201711200041.5的专利公开了一种高硬度高韧性刀具用不锈钢及其制备方法，具体如下成分及质量百分比(％)：C：0.50
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0.70、Cr：14
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16、Mo：0.10
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1.00、Ni：0.80
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1.30、V：0.05
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0.50、Nb：0.05
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0.15、Si：≤0.40、Mn≤0.40、P≤0.020、S≤0.020，其余为Fe及不可避免的杂质。在材料制备过程中，依次采用初炼炉、不锈钢精炼炉、真空除气炉、电渣重熔对原料进行冶炼和处理。该专利技术中成分设计以Cr
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Mo
‑
V为基础，添加Ni、Nb稀缺且昂贵合金元素，提高耐蚀性、强度和韧性，不占据成本优势，且其制备工艺通过四步法冶炼，在精炼后通过真空除气炉与电渣重熔，制备工序复杂，又进一步提高了生产成本。申请号为201880032462.8的专利公开了一种刀具用钢带的制造方法及刀具用钢带。成分及质量百分比(％)包含：C：0.55
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0.80、Cr：12
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14、Si：≤1.00、Mn≤1.00，其余为Fe及不可避免的杂质。其所述的刀具用钢带制造方法包括，分批退火步骤以及冷轧步骤。该专利技术中成分配比为传统的高碳Cr13型马氏体不锈钢，仅通过C元素提高刀具的强度、硬度效果可能有点单一，且当C含量高于0.60％时，刀具热处理使用硬度增加不再明显。另一方面该专利技术仅对退火及冷轧方法进行阐述，未提及制约高碳马氏体不锈钢连铸裂纹、卷板碳化物偏析等共性技术问题的控制方法。申请号为201310001659.4的专利公开了一种低铬高硅钒钛硼多元强化耐磨厨房刀具用钢带，具体如下成分及质量百分比(％)：C：0.50
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0.60、Mn：0.30
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0.70、Si：2.5
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3.5、P≤0.010、S≤0.010、Cr：9.00
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10.00、Ni：≤0.6、V：0.16
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0.32、N：0.04
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0.08、B：0.0008
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0.002，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利技术通过高碳高硅提高材料强度与硬度，再通过添加钒、钛、硼多元合金元素细化晶粒，进一步提高材料强度与硬度。金属材料中强度硬度与塑韧性此消彼长，该成分设计侧重于增强材料的强度与硬度，以达到刀具耐磨的效果，而通常刀具加工过程中的热处理工序对材料的塑韧性有较高的要求，塑韧性差往往会出现热处理开裂，直接导致废品。所以需要一种成本低，但韧性高、硬度高、耐磨性能好的刀
具钢，同时还能实现刀具钢宽幅卷板生产。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种强韧持久耐磨刀具钢及其宽幅卷板制备方法。本专利技术在元素成分设计上采用新的合金化途径，避免通过添加稀有昂贵的合金提高性能的传统思路，开发高性价比刀具新材料，成本不足常见高端刀具用钢50Cr15MoV的70％。本专利技术的刀具钢在兼具高韧性、高耐磨与高持久性的同时，由于其宽幅设计更进一步满足了高端刀具全流程机械化加工的生产精度与效率要求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种强韧持久耐磨刀具钢，包括以下质量百分比的原料：
[0007]C：0.40
‑
0.50％，Si：1.80
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2.50％，Mn：≤0.60％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Cr：9.80
‑
10.80％，Ni：≤0.60，Mo：≤1.00％，N：≤0.10％，其余部分为Fe和不可避免的杂质。
[0008]优选的，包括以下质量百分比的原料：
[0009]C：0.40
‑
0.45％，Si：2.00
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2.50％，Mn：0.30
‑
0.35％，P：≤0.010％，S：≤0.003％，Cr：10.20
‑
10.60％，Ni：≤0.60，Mo：0.50
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0.80％，N：≤0.10％，其余部分为Fe和不可避免的杂质。
[0010]本专利技术的第二方面，提供强韧持久耐磨刀具钢的宽幅卷板制备方法，包括以下步骤：
[0011]按照质量百分比称取原料制备成全铁水，然后全铁水经铁水三脱、不锈钢精炼、LF、连铸、板坯加热、热轧、罩式退火、酸洗、冷轧处理，得到强韧持久耐磨刀具钢的宽幅卷板。
[0012]优选的，所述宽幅卷板的宽度为1100
‑
1550mm。
[0013]优选的，所述铁水三脱的工序中，采用喷吹法脱磷，顶吹氧气流量为20
‑
40Nm3/min，枪位为0.5
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0.8m，喷粉枪喷吹石灰粉流量为40
‑
60kg/min，枪位距离罐底500mm以下，处理后实现铁水中P的含量≤0.001％。
[0014]优选的，所述连铸的工序中，过热度为30
‑
50℃、拉速为0.8
‑
0.9m/min、结晶器锥度为1.2
‑
1.3、电磁搅拌的电流强度为350
‑
400A，频率为5.0
‑
6.0HZ、动态轻压下为在fs＝0.4
‑
0.7区间投入1.5
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1.8mm压下量。
[0015]优选的，所述罩式退火采用双阶退火，在830
‑
860℃下保温20
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25h，冷却至720
‑
750℃保温20...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强韧持久耐磨刀具钢，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：C：0.40
‑
0.50％，Si：1.80
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2.50％，Mn：≤0.60％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Cr：9.80
‑
10.80％，Ni：≤0.60，Mo：≤1.00％，N：≤0.10％，其余部分为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的强韧持久耐磨刀具钢，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：C：0.40
‑
0.45％，Si：2.00
‑
2.50％，Mn：0.30
‑
0.35％，P：≤0.010％，S：≤0.003％，Cr：10.20
‑
10.60％，Ni：≤0.60，Mo：0.50
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0.80％，N：≤0.10％，其余部分为Fe和不可避免的杂质。3.权利要求1或2所述的强韧持久耐磨刀具钢的宽幅卷板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照权利要求1或2所述的质量百分比称取原料，然后全铁水经铁水三脱、不锈钢精炼、LF、连铸、板坯加热、热轧、罩式退火、酸洗、冷轧处理，得到强韧持久耐磨刀具钢的宽幅卷板。4.根据权利要求3所述的宽幅卷板制备方法，其特征在于，所述宽幅卷板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，亓海燕，邵书东，亓磊，吕清山，蒋鹏，韩澎，王宏霞，吴月龙，李铁，吴荣刚，
申请(专利权)人：山东泰山钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：