CN104195466A - 一种钻头用合金钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻头用合金钢及其制造方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.087-0.095%、硅0.02-0.03%、锰0.025-0.03%、铬0.03-0.04%、镍0.02-0.04%、钒0.001-0.002%、钨0.035-0.04%、钒0.05-0.06%、锆0.013-0.018%、铌0.024-0.025%、硫0.45-0.5%、磷0.08-0.1%、余量为铁；本发明采用优选的合金钢配方制成钻头，生产成本低，其抗拉强度、屈服强度、硬度均较高，在组成成分中添加了多种镍、钒、钨等合金元素，均匀的分布于合金钢内部结构，降低了脆性，增长钻头的使用寿命。

Description

一种钻头用合金钢及其制造方法

 

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种钻头用合金钢的制造方法。

 

背景技术

电钻是一种应用广泛的电动工具，在建筑、加工等领域有广泛的应用，电钻的主要原理是通过电动机的转动，带动驱动作业装置，从而使钻头刮削物体表面以洞穿物体，钻头是电钻必不可少的部件之一；而电钻在使用过程中，要承受动机与被钻物体的径向阻力，钻头折断是最常见的损害方式，这是因为现使用的钻头用工具钢在保证要具有一定强度的情况下，脆性提高而韧性不足，因此，钻头容易出现折断，而且钻头的磨损情况也是影响钻头效率的原因之一。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻头用合金钢的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

钻头用合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.087-0.095%、硅0.02-0.03%、锰0.025-0.03%、铬0.03-0.04%、镍0.02-0.04%、钒0.001-0.002%、钨0.035-0.04%、钒0.05-0.06%、锆0.013-0.018%、铌0.024-0.025%、硫0.45-0.5%、磷0.08-0.1%、余量为铁。

钻头用合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）将硅铁、锰铁与低碳铬铁按 1：2.5-3.2:0.5-0.8比例投入真空感应炉中，再加入生铁，熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4，控制感应炉中压强为 0.002-0.004Mpa，加热温度至 1320-1540℃，熔融后热轧，冷却后制成钢坯；

（2）将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元素，在 1460-1545℃精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570℃；

（3）对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥845℃，锻造变形量≥20%，锻造后将铸件加热至1020-1080℃保温20-30min，然后在 420-450℃等温处理3-5h，最后低温回火180-220℃保温1.5-2h，空冷即得。

本发明的有益效果：

本发明采用优选的合金钢配方制成钻头，生产成本低，其抗拉强度、屈服强度、硬度均较高，在组成成分中添加了多种镍、钒、钨等合金元素，均匀的分布于合金钢内部结构，降低了脆性，增长钻头的使用寿命。

 

具体实施方式

实施例1：钻头用合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.09%、硅0.025%、锰0.028%、铬0.035%、镍0.03%、钒0.0015%、钨0.038%、钒0.055%、锆0.015%、铌0.024%、硫0.48%、磷0.09%、余量为铁。

钻头用合金钢的制造方法，包括以下步骤：

（1）将硅铁、锰铁与低碳铬铁按 1：3:0.6比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁，作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4，控制感应炉中压强为 0.003Mpa，加热温度至 1320-1540℃，熔融后热轧，冷却后制成钢坯；

（2）将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元素，在 1460-1545℃精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570℃；

（3）对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥845℃，锻造变形量≥20%，锻造后将铸件加热至1050℃保温20-30min，然后在 430℃等温处理3-5h，最后低温回火200℃保温1.5-2h，空冷即得。

本发明制造的的钻头合金钢试验数据：抗拉强度σb≥ 1340MPa；屈服强度σ0.2≥ 1055MPa ；室温冲击韧性αku(42℃)≥78J/cm²；低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 32J/cm²；硬度HRC39-45。

Claims (2)

1.一种钻头用合金钢，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.087-0.095%、硅0.02-0.03%、锰0.025-0.03%、铬0.03-0.04%、镍0.02-0.04%、钒0.001-0.002%、钨0.035-0.04%、钒0.05-0.06%、锆0.013-0.018%、铌0.024-0.025%、硫0.45-0.5%、磷0.08-0.1%、余量为铁。

2.一种如权利要求1所述的钻头用合金钢的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将硅铁、锰铁与低碳铬铁按 1：2.5-3.2:0.5-0.8比例投入真空感应炉中，再加入生铁，熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4，控制感应炉中压强为 0.002-0.004Mpa，加热温度至 1320-1540℃，熔融后热轧，冷却后制成钢坯；

（2）将步骤（1）的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元素，在 1460-1545℃精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570℃；

（3）对步骤（2）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1020℃，终锻温度≥845℃，锻造变形量≥20%，锻造后将铸件加热至1020-1080℃保温20-30min，然后在 420-450℃等温处理3-5h，最后低温回火180-220℃保温1.5-2h，空冷即得。