CN107868917A - 一种新型钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型合金钢材，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％～1.0％，硅Si0.25％～0.35％，锰Mn0.22％～0.3％，铬Cr10 ％～11％，钨W4％～4.3％，钼Mo0.6％～1％，钒V0.6％～1.5％，镍 Ni0.1％～0.15％，钴Co1％～1.4％，铌Nb0.9～1.5％，硫S≤0.005％，磷 P≤0.005％，其余量为铁Fe。本发明的新型钢材具有足够的韧性和耐磨性，适合制作各种冷冲模、切削工具、刀具，并且生产成本低。

Description

一种新型钢材
技术领域
本发明涉及一种新型合金钢材。
背景技术
现有用于冷冲模和切削工具、刀具的钢材材料一般采用国产钢材W6Mo5Cr4V2制作，合金的化学成分为(重量％)：C0.80％～0.90％，Si≤0.45％，Mn≤0.40％，W5.50％～6.75％，Mo4.50％～5.50％，Cr3.80％～4.40％，V1.75％～2.15％，S≤0.03％，P≤0.03％，其余为Fe。该钢材含有比较高含量的Mo，现在由于国际市场上Mo缺乏，价格比较昂贵，而且该钢材钨、钒含量也较高，因此生产合金的成本也大大升高。中国发明专利(公告号为CN1014081)公开了低合金高性能钢材，其特征在于该钢种的具体化学成分为(重量％)C0.85％～1.05％，W3.0％～5.0％，Mo2.0％～3.5％，Cr3.5％～5.0％，V1.15％～1.80％，Si0.70％～1.15％，Mn0.15％～0.50％，N0.02％-0.08％，S≤0.03％，P≤0.03％，其余为Fe。该钢材通过降低合金元素量从而降低生产成本，但由于该钢材与W6Mo5Cr4V2钢一样，都含有比较高含量的Mo、W、V，所以生产成本并未从根本上获得降低。中国发明专利(公告号为CN1149298)公开了一种高耐磨性铸造钢材，其特征在于该钢种的具体化学成分为(重量％)，C1.8％～4.2％，W2％～12％，Mo3％～12％，Cr4％～15％，Co0％～10％，V2.5％～10％，Nb0.3％～2.5％，Si0.5％～1.5％，Mn0.3％～0.8％，Al0.02％～0.10％，N0.02％～0.10％，S≤0.03％，P≤0.03％，其余为Fe。该钢材的特点是高碳、高钒、高铬，加入大量的W、Mo、Cr、V以及Nb碳化物形成元素，这些碳化物元素是提供耐磨性的重要因素，因此该钢材拥有良好的铸造性能，耐磨。但由于该钢材含有大量的Mo、V，因此生产成本更是高于W6Mo5Cr4V2钢材，其通用性也不强。
发明内容
为了解决现有通用W6Mo5Cr4V2钢材制造成本高又要保持钢材有足够的耐磨性和韧性，本发明的目的是提供一种代替W6Mo5Cr4V2，具有足够的韧性和耐磨性，可作冲模、切削工具、刀具，并且生产成本低的新型钢材。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种新型钢材，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％～1.0％，硅Si0.25％～0.35％，锰Mn0.22％～0.3％，铬Cr10 ％～11％，钨W4％～4.3％，钼Mo0.6％～1％，钒V0.6％～1.5％，镍 Ni0.1％～0.15％，钴Co1％～1.4％，铌Nb0.9～1.5％，硫S≤0.005％，磷 P≤0.005％，其余量为铁Fe。
进一步，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％，硅Si0.35％，锰Mn0.3％，铬Cr11％，钨W4.5％，钼Mo1.0 ％，钒V1.5％，镍Ni0.15％，钴Co1.4％，铌Nb1.2％，硫S≤0.003％，磷P≤0.01 ％，其余量为铁Fe。
进一步，该钢材还包括：0.4％以下的钛。
进一步，该钢材还包括：0.02％以下的稀土元素。
一种新型钢材的热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)预加热，预加热温度为600℃～650℃，预加热时间为50～70分钟；
(2)、淬火加热，淬火加热温度为1150℃～1240℃，采用油冷或者空冷或者盐浴冷却；
(3)、回火，回火温度为500℃～550℃，然后空冷至室温。
进一步，预加热后，进行第二次预加热，然后进行淬火，第二次预加热温度为900℃～950℃，预加热时间为40～50分钟。
进一步，回火空冷以后再进行第二次回火，回火温度为530℃～550℃，然后空冷至室温。
进一步，第二次回火空冷以后再进行第三次回火，回火温度为540℃～550℃，然后空冷至室温。
本发明钢材材料与国产钢材W6Mo5Cr4V2相比，以铬代替了大量的钼，节省了钼的使用量，同时还降低钒、钨的使用量，从而降低了合金钢的生产成本；加入非碳化物元素镍，通过固溶强化方式来提高钢的强度，又同时具有高的塑性和韧性，且使钢的淬透性强烈增加，而钴的加入又大大提高了合金钢的热硬性和切削性能；加入碳化物形成元素铌提高了钢的韧性，改善了热加工的工艺性能。本发明含P、S量很低(特别是P)，因此钢的纯净度特别好，对钢的各项性能起到保证作用。该钢材退火布氏硬度达HB250。因此本发明的钢材具有较高的热硬性和切削性能，又具有高的韧性、耐磨性。而材料成本却大大低于国产钢材W6Mo5Cr4V2，适用于制作各种冷冲模、切削工具、刀具。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种新型钢材，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.9 ％～1.2％，硅Si0.21％～0.5％，锰Mn0.18％～0.3％，铬Cr9.5％～12.0％，钨W4％～4.8％，钼Mo0.55％～2.2％，钒V0.5％～2.2％，镍Ni0.05％～0.2 ％，钴Co0.25％～4.0％，铌Nb0.7～2％，硫S≤0.01％，磷P≤0.01％，其余量为铁Fe。
上述新型铬钢系钢材热处理工艺，包括以下步骤：
(1)、第一次预加热，温度为600℃，预加热时间为60分钟；
(2)、第二次预加热，温度为900℃，预加热时间为45分钟；
(3)、淬火加热，淬火加热温度为1150℃～1240℃，淬火时间为：(25+材料厚度/2)分钟，然后油冷至250℃～270℃；
(4)、第一次回火，回火温度为500℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(5)、第二次回火，回火温度为530℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(6)、第三次回火，回火温度为540℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
实施例2
一种新型钢材，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％～1.0％，硅Si0.25％～0.35％，锰Mn0.22％～0.3％，铬Cr10 ％～11％，钨W4％～4.3％，钼Mo0.6％～1％，钒V0.6％～1.5％，镍 Ni0.1％～0.15％，钴Co1％～1.4％，铌Nb0.9～1.5％，硫S≤0.005％，磷 P≤0.005％，其余量为铁Fe。
上述新型铬钢系钢材热处理工艺，包括以下步骤：
(1)、第一次预加热，温度为600℃，预加热时间为60分钟；
(2)、第二次预加热，温度为900℃，预加热时间为45分钟；
(3)、淬火加热，淬火加热温度为1150℃～1240℃，淬火时间为：(25+材料厚度/2)分钟，然后盐浴冷却，650℃分级保温，然后盐浴至250℃～270℃；
(4)、第一次回火，回火温度为500℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(5)、第二次回火，回火温度为530℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(6)、第三次回火，回火温度为540℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
实施例3
一种新型钢材，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％，硅Si0.35％，锰Mn0.3％，铬Cr11％，钨W4.5％，钼Mo1.0 ％，钒V1.5％，镍Ni0.15％，钴Co1.4％，铌Nb1.2％，硫S≤0.003％，磷P≤0.01 ％，其余量为铁Fe。
上述新型铬钢系钢材热处理工艺，包括以下步骤：
(1)、第一次预加热，温度为600℃，预加热时间为60分钟；
(2)、第二次预加热，温度为900℃，预加热时间为45分钟；
(3)、淬火加热，淬火加热温度为1150℃～1240℃，淬火时间为：(25+材料厚度/2)分钟，然后空冷至250℃～270℃；
(4)、第一次回火，回火温度为500℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(5)、第二次回火，回火温度为530℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
(6)、第三次回火，回火温度为540℃～550℃，回火时间为110分钟，然后空冷至室温。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型钢材，其特征在于，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％～1.0％，硅Si0.25％～0.35％，锰Mn0.22％～0.3％，铬Cr10 ％～11％，钨W4％～4.3％，钼Mo0.6％～1％，钒V0.6％～1.5％，镍 Ni0.1％～0.15％，钴Co1％～1.4％，铌Nb0.9～1.5％，硫S≤0.005％，磷 P≤0.005％，其余量为铁Fe。
2.如权利要求1所述的一种新型钢材，其特征在于，按重量百分比计该钢材包括：碳C0.95％，硅Si0.35％，锰Mn0.3％，铬Cr11％，钨W4.5％，钼Mo1.0 ％，钒V1.5％，镍Ni0.15％，钴Co1.4％，铌Nb1.2％，硫S≤0.003％，磷P≤0.01 ％，其余量为铁Fe。
3.如权利要求1或2所述的一种新型钢材，其特征在于，该钢材还包括：0.4％以下的钛。
4.如权利要求1或2或3所述的一种新型钢材，其特征在于，该钢材还包括：0.02％以下的稀土元素。
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