CN109112265A - 一种用于锂电池分切机的高速钢 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 1.90‑2.20％，Si 0.65‑0.85％，Cr 4.60‑6.20％，Mn 0.46‑0.56％，Mo 4.30‑5.10％，V 2.40‑3.20％，Ni 1.10‑1.50％，W 3.20‑4.30％，Co 0.51‑0.61％，Rh 0.26‑0.38％，Zn 0.84‑0.96％，Zr 0.31‑0.39％，Pb 0.42‑0.55％，Be 0.11‑0.16％，Re 0.36‑0.42％，Nd 0.40‑0.48％，La 0.04‑0.08％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。本发明还提供了上述用于锂电池分切机的高速钢的制备方法。该高速钢的生产方法工艺简单、易于操控，制得的高速钢塑性高。

Description

一种用于锂电池分切机的高速钢
技术领域
本发明涉及一种用于锂电池分切机的高速钢，属于新材料领域。
背景技术
刀具切削性能决定了锂电池分切机的工作性能，而刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。性能优良的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。
高速钢兼具高硬度、高红硬性、良好的韧性等优点，广泛应用于制造麻花钻、丝锥、车刀、铣刀等高速切削工具，还用于高载荷模具及特殊耐热耐磨零部件。
高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。
高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。普通高速钢，如W18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min。高性能高速钢，如W12Cr4V4Mo是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1.5-3倍。
高速钢属于难变形的钢种，其塑性变形能力差，加工过程中易发生开裂，成材率不高，显著增加了高速钢工具的生产成本。高速钢塑性不足，主要与两方面因素有关：其一是，高速钢含有的碳元素和合金元素形成大量的硬质合金碳化物，质量分数高达20％左右，易出现碳化物尺寸粗大、分布不均匀等问题，这种状态的碳化物在加工过程中更易发生断裂，损害高速钢的塑性；其二是，高速钢基体硬度高，对夹杂物比较敏感，冶炼时纯净度不足，气体和有害元素含量偏高均会使夹杂物数量增多，进一步降低了高速钢的塑性。
尽管现有方法均不同程度地改善了高速钢塑性，有利于提高高速钢的加工成材率，然而，制得的高速钢塑性仍旧偏低，尤其是超硬高速钢(如M42)更为明显，加工成材率不足的问题仍旧困扰着高速钢生产企业。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于锂电池分切机的高速钢。
技术方案：本发明提供的一种用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 1.90-2.20％，Si 0.65-0.85％，Cr 4.60-6.20％，Mn 0.46-0.56％，Mo 4.30-5.10％，V 2.40-3.20％，Ni 1.10-1.50％，W 3.20-4.30％，Co 0.51-0.61％，Rh 0.26-0.38％，Zn0.84-0.96％，Zr 0.31-0.39％，Pb 0.42-0.55％，Be 0.11-0.16％，Re 0.36-0.42％，Nd0.40-0.48％，La 0.04-0.08％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
优选地，用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 1.96-2.10％，Si0.70-0.78％，Cr 5.20-5.80％，Mn 0.50-0.54％，Mo 4.60-4.80％，V 2.74-2.96％，Ni1.28-1.38％，W 3.60-3.82％，Co 0.52-0.58％，Rh 0.30-0.34％，Zn 0.86-0.90％，Zr0.32-0.35％，Pb 0.49-0.53％，Be 0.13-0.15％，Re 0.36-0.38％，Nd 0.42-0.46％，La0.05-0.07％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
更优选地，用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 2.06％，Si0.74％，Cr 5.40％，Mn 0.52％，Mo 4.70％，V 2.82％，Ni 1.34％，W 3.67％，Co 0.56％，Rh 0.32％，Zn 0.88％，Zr 0.34％，Pb 0.51％，Be 0.14％，Re 0.37％，Nd 0.44％，La0.06％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
本发明还提供了上述用于锂电池分切机的高速钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)选料：按待制备高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％；
(2)在各原料至于中频感应电炉内，自常温加热至1600-1700℃，使各组份熔化，恒温5-10min，钢水出炉，浇铸，降温；
(3)热处理：将步骤(2)浇铸后的高速钢热处理：先在盐浴炉中加热至1180-1220℃淬火，油冷至室温；再放置在温度550-600℃的马弗炉中回火，回火时间为0.5-1.5小时，回火次数为2-5次，即得。
有益效果：本发明提供的高速钢的生产方法工艺简单、易于操控，制得的高速钢塑性高。
具体实施方式
下面对本发明作出进一步说明。
实施例1
用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 2.20％，Si 0.65％，Cr6.20％，Mn 0.46％，Mo 5.10％，V 2.40％，Ni 1.50％，W 3.20％，Co 0.61％，Rh 0.26％，Zn 0.96％，Zr 0.31％，Pb 0.55％，Be 0.11％，Re 0.42％，Nd 0.40％，La 0.08％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)选料：按待制备高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％；
(2)在各原料至于中频感应电炉内，自常温加热至1650℃，使各组份熔化，恒温7min，钢水出炉，浇铸，降温；
(3)热处理：将步骤(2)浇铸后的高速钢热处理：先在盐浴炉中加热至1200℃淬火，油冷至室温；再放置在温度570℃的马弗炉中回火，回火时间为1小时，回火次数为3次，即得。
实施例2
用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 1.90％，Si 0.85％，Cr4.60％，Mn 0.56％，Mo 4.30％，V 3.20％，Ni 1.10％，W 4.30％，Co 0.51，Rh 0.38％，Zn0.84％，Zr 0.39％，Pb 0.42％，Be 0.16％，Re 0.36％，Nd 0.48％，La 0.04％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)选料：按待制备高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％；
(2)在各原料至于中频感应电炉内，自常温加热至1600℃，使各组份熔化，恒温10min，钢水出炉，浇铸，降温；
(3)热处理：将步骤(2)浇铸后的高速钢热处理：先在盐浴炉中加热至1180℃淬火，油冷至室温；再放置在温度550℃的马弗炉中回火，回火时间为1.5小时，回火次数为5次，即得。
实施例3
用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 1.96％，Si 0.78％，Cr5.20％，Mn 0.54％，Mo 4.60％，V 2.96％，Ni 1.28％，W 3.82％，Co 0.52％，Rh 0.34％，Zn 0.86％，Zr 0.35％，Pb 0.49％，Be 0.15％，Re 0.36％，Nd 0.46％，La 0.05％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)选料：按待制备高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％；
(2)在各原料至于中频感应电炉内，自常温加热至1700℃，使各组份熔化，恒温5min，钢水出炉，浇铸，降温；
(3)热处理：将步骤(2)浇铸后的高速钢热处理：先在盐浴炉中加热至1220℃淬火，油冷至室温；再放置在温度600℃的马弗炉中回火，回火时间为0.5小时，回火次数为2次，即得。
实施例4
用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 2.10％，Si 0.70％，Cr5.80％，Mn 0.50％，Mo 4.80％，V 2.74％，Ni 1.38％，W 3.60％，Co 0.58％，Rh 0.30％，Zn 0.90％，Zr 0.32％，Pb 0.53％，Be 0.13％，Re 0.38％，Nd 0.42％，La 0.07％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
其制备方法与实施例1基本相同。
实施例5
用于锂电池分切机的高速钢，包括以下百分比的组份：C 2.06％，Si 0.74％，Cr5.40％，Mn 0.52％，Mo 4.70％，V 2.82％，Ni 1.34％，W 3.67％，Co 0.56％，Rh 0.32％，Zn 0.88％，Zr 0.34％，Pb 0.51％，Be 0.14％，Re 0.37％，Nd 0.44％，La 0.06％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
其制备方法与实施例1基本相同。
测试该高速钢的性能。

Claims (4)

1.一种用于锂电池分切机的高速钢，其特征在于：包括以下百分比的组份：C 1.90-2.20％，Si 0.65-0.85％，Cr 4.60-6.20％，Mn 0.46-0.56％，Mo 4.30-5.10％，V 2.40-3.20％，Ni 1.10-1.50％，W 3.20-4.30％，Co 0.51-0.61％，Rh 0.26-0.38％，Zn 0.84-0.96％，Zr 0.31-0.39％，Pb 0.42-0.55％，Be 0.11-0.16％，Re 0.36-0.42％，Nd 0.40-0.48％，La 0.04-0.08％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池分切机的高速钢，其特征在于：包括以下百分比的组份：C 1.96-2.10％，Si 0.70-0.78％，Cr 5.20-5.80％，Mn 0.50-0.54％，Mo 4.60-4.80％，V 2.74-2.96％，Ni 1.28-1.38％，W 3.60-3.82％，Co 0.52-0.58％，Rh 0.30-0.34％，Zn 0.86-0.90％，Zr 0.32-0.35％，Pb 0.49-0.53％，Be 0.13-0.15％，Re 0.36-0.38％，Nd 0.42-0.46％，La 0.05-0.07％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池分切机的高速钢，其特征在于：包括以下百分比的组份：C 2.06％，Si 0.74％，Cr 5.40％，Mn 0.52％，Mo 4.70％，V 2.82％，Ni 1.34％，W 3.67％，Co 0.56％，Rh 0.32％，Zn 0.88％，Zr 0.34％，Pb 0.51％，Be 0.14％，Re0.37％，Nd 0.44％，La 0.06％，Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量为铁。
4.权利要求1至3任一项所述的用于锂电池分切机的高速钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)选料：按待制备高速钢的各元素重量份选料，同时控制原料中的有害元素含量，其中：Cu≤0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％；
(2)在各原料至于中频感应电炉内，自常温加热至1600-1700℃，使各组份熔化，恒温5-10min，钢水出炉，浇铸，降温；
(3)热处理：将步骤(2)浇铸后的高速钢热处理：先在盐浴炉中加热至1180-1220℃淬火，油冷至室温；再放置在温度550-600℃的马弗炉中回火，回火时间为0.5-1.5小时，回火次数为2-5次，即得。
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