CN110643903B - 一种高速钢打印针的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高速钢打印针的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：1)、材料制备：采用高速钢粉末经热等静压高温高压烧结一段时间制成高速钢锭；2)、材料加工：粉末高速钢锭经锻造、热轧制成直径8～10mm的高速钢盘圆；3)、材料冷拔：对粉末高速钢盘条进行反复退火、冷拔加工得到高速钢线材；4)、热处理：对所得的高速钢线材进行淬火及时效处理，得到高强度高韧性的高速钢丝；5)、精加工：对所得的高速钢丝进行调直切断、头部磨圆及抛光后得到成品高速钢针。

Description

一种高速钢打印针的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高速钢打印针的制备方法，属于针式打印机器械。
背景技术
最近，由“圆珠笔的圆珠”引发的话题日嚣尘上，揭示了中国在模具钢制造能力上的缺失。而由于特种钢材依赖进口的情况，并不仅仅在“圆珠”上，还有一种日常使用广泛的产品，也需要长期进口，那就是针式打印机的打印头。
在日常生活中，针式打印机的使用是相当广泛的。超市的收款机、餐厅的发票机、出租车的发票……几乎所有需要打印票据、单据的地方都需要使用针式打印机。然而大多数人可能并不知道，针式打印机的打印头是100％需要进口的，大部分来自于日本。以我们接触最多的发票打印机为例，它的打印头里面有24根钢针，一般这些钢针的设计寿命是击打4～5亿次。并且在打印头的下面是一层钢板，这样才能保证打印针击打在多层的发票或者快递单据上，能够每一层纸张都字迹清晰。
因此，我们日常生活中的票据，大多数是使用日本产的打印机打印的。在这个领域，爱普生、富士通、OKI、东芝、松下等日本品牌占据了市场的主要份额。打印针长期以来被日本厂商垄断，制约着国产针式打印机厂商的发展，研制并生产出性能合格的打印针具有重要的现实意义及经济价值。
高速钢的碳含量高，达到1～2％；合金元素多，含量高，总合金元素高达30％左右。因此，普通熔炼铸造的高速钢碳化钨偏析严重，无法拉拔至0.2mm左右的线材。而粉末高速钢材料均匀，解决了碳化钨偏析的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高速钢打印针的制备方法。
本发明技术方案如下：
一种高速钢打印针的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1)、材料制备：采用高速钢粉末经热等静压高温高压烧结一段时间制成高速钢锭；
2)、材料加工：粉末高速钢锭经锻造、热轧制成直径8～10mm的高速钢盘圆；
3)、材料冷拔：对粉末高速钢盘条进行反复退火、冷拔加工得到高速钢线材；
4)、热处理：对所得的高速钢线材进行淬火及时效处理，得到高强度高韧性的高速钢丝；
5)、精加工：对所得的高速钢丝进行调直切断、头部磨圆及抛光后得到成品高速钢针。
作为优选的技术方案：
步骤1)中所用高速钢粉末粒度为100～200目；热等静压在1100℃、120MPa下烧结时间3小时。
步骤2)中热轧初轧温度为1100℃～1150℃，终轧温度为850℃～900℃。
步骤3)中冷拔采用低变形10～25％道次变形量，拉拔速度10m～20m/s工艺进行，冷拔加工后高速钢线材直径为0.2～0.3mm。
步骤4)中，对高速钢线材进行1200℃～1250℃淬火，530℃*1.5hr三次回火热处理。
本发明所述高速钢打印针的制备方法，采用的高速钢的优选成分为(质量百分含量)：C:1.20～1.3，Si:≥0.65，Mn:≥0.40，P:≥0.030，S:≥0.030，Cr:3.50～4.50，V:0.95～1.35，W:1.15～1.85，Mo:9.0～10.0，Co:9.50～10.50，Fe余量。
采用本发明所述方法制备得到的成品高速钢针的硬度为69～71HRC，直度为0.5mm/m。
具体实施方式
实施例1
准备20kg高速钢粉末(C：1.21％，Si:0.8％，Mn：0.6％，P：0.03％，S：0.03％，Cr：3.56％，V：0.97％，W：1.19％，Mo：9.3％，Co：9.7％，Fe余量)。粒度在100～200目的球形粉末，制作直径Ф120mm*220mm的包套放入热等静压炉，在1100℃和120MPa高温高压下烧结3小时，制成成分组织均匀的粉末高速钢锭；将制得的粉末高速钢锭进行锻造、轧制成直径8mm左右的盘圆(热轧初轧温度为1100℃，终轧温度为900℃)；采用退火及冷拔工艺将高速钢盘圆料加工成0.2mm的高速钢线材(冷拔采用10～15％道次变形量，拉拔速度15m/s)；对高速钢线材进行1200℃淬火，530℃*1.5hr三次回火热处理，得到的高速钢丝硬度为70HRC，直度为0.5mm/m；通过线材校直切断机对高速钢丝进行校直切断得到长度为40mm的高速钢针。通过磨尖机对针头部进行倒角磨圆处理，通过抛光机对针表面进行抛光从而得到高速钢针成品。
实施例2
准备10kg高速钢粉末(C:1.23，Si:0.8，Mn:0.6，P:0.03，S 0.03，Cr:3.56，V:0.99，W:1.3，Mo:9.5，Co:9.9，Fe余量)。粒度在100～200目的球形粉末，制作直径Ф100mm*120mm的包套放入热等静压炉，在1150℃和100MPa高温高压下烧结2.5小时，制成成分组织均匀的粉末高速钢锭；将制得的粉末高速钢锭进行锻造、轧制成直径9mm左右的盘圆(热轧初轧温度为1150℃，终轧温度为850℃)；采用退火及冷拔工艺将高速钢盘圆料加工成0.3mm的高速钢线材(冷拔采用25％道次变形量，拉拔速度25m/s)；对高速钢线材进行1250℃淬火，530℃*1.5hr三次回火热处理，得到的高速钢丝硬度为70HRC，直度为0.5mm/m；通过线材校直切断机对高速钢丝进行校直切断得到长度为40mm的高速钢针。通过磨尖机对针头部进行倒角磨圆处理，通过抛光机对针表面进行抛光从而得到高速钢针成品。
实施例3
准备10kg高速钢粉末(C：1.27％，Si：0.7％，Mn：0.5％，P：0.03％，S 0.03％，Cr：3.56％，V：0.93％，W：1.34％，Mo：9.6％，Co：9.6％，Fe余量)。粒度在100～150目的球形粉末，制作直径Ф100mm*120mm的包套放入热等静压炉，在1130℃和100MPa高温高压下烧结2.5小时，制成成分组织均匀的粉末高速钢锭；将制得的粉末高速钢锭进行锻造、轧制成直径8.5mm左右的盘圆(热轧初轧温度为1130℃，终轧温度为870℃)；采用退火及冷拔工艺将高速钢盘圆料加工成0.25mm的高速钢线材(冷拔采用25％道次变形量，拉拔速度25m/s)；对高速钢线材进行1230℃淬火，530℃*1.5hr三次回火热处理，得到的高速钢丝硬度为70HRC，直度为0.5mm/m；通过线材校直切断机对高速钢丝进行校直切断得到长度为40mm的高速钢针。通过磨尖机对针头部进行倒角磨圆处理，通过抛光机对针表面进行抛光从而得到高速钢针成品。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高速钢打印针的制备方法，其特征在于，所述高速钢的成分为质量百分含量：C:1.20～1.3，0.80≥Si≥0.65，0.60≥Mn≥0.40，P:0.030，S:0.030，Cr:3.50～4.50，V:0.95～1.35，W:1.15～1.85，Mo:9.0～10.0，Co:9.50～10.50，Fe余量；
所述制备方法包括以下几个步骤：
1)、材料制备：采用高速钢粉末经热等静压高温高压烧结一段时间制成高速钢锭；
2)、材料加工：粉末高速钢锭经锻造、热轧制成直径8～10mm的高速钢盘圆；
3)、材料冷拔：对粉末高速钢盘条进行反复退火、冷拔加工得到直径为0.2～0.3mm的高速钢线材；其中冷拔采用10～25％道次变形量，拉拔速度10m～20m/s；
4)、热处理：对所得的高速钢线材进行1200℃～1250℃淬火，530℃*1.5hr三次回火热处理，得到高强度高韧性的高速钢丝；
5)、精加工：对所得的高速钢丝进行调直切断、头部磨圆及抛光后得到成品高速钢针。
2.按照权利要求1所述高速钢打印针的制备方法，其特征在于：步骤1)中所用高速钢粉末粒度为100～200目。
3.按照权利要求1所述高速钢打印针的制备方法，其特征在于：步骤1)中热等静压在1100℃、120MPa下烧结时间3小时。
4.按照权利要求1所述高速钢打印针的制备方法，其特征在于：步骤2)中热轧初轧温度为1100℃～1150℃，终轧温度为850℃～900℃。
5.按照权利要求1所述高速钢打印针的制备方法，其特征在于：所得成品高速钢针的硬度为69～71HRC，直度为0.5mm/m。
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