CN111575586B - 硬质合金齿圆锯片用钢及其热处理方法 - Google Patents

硬质合金齿圆锯片用钢及其热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金齿圆锯片用钢，包括以下重量百分含量的化学成分：C：0.30‑0.40％，Si：0.3‑1.0％，Mn：1.0‑2.0％，Cr：0.4‑0.6％，Ni：1.5‑2％，Mo：0.30‑0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还公开了硬质合金齿圆锯片用钢的热处理方法，热处理工艺为将轧制后钢板充分奥氏体化后进行分段保温冷却。本发明硬质合金齿圆锯片用钢具有高的强度和硬度，以及较高的强韧性和热稳定性，而且热处理工艺简单、无需油淬，成本低、节约了资源，改善了锯片钢热处理工作环境。

Description

硬质合金齿圆锯片用钢及其热处理方法
技术领域
本发明涉及冶金锯片技术领域，特别是一种硬质合金齿圆锯片用钢及其热处理方法。
背景技术
随着我国钢铁工业的发展，钢铁企业所用锯片的种类和数量也相应增加。目前，国内冶金用锯片钢的生产与应用逐步与国际接轨，但在高端产品方面尚有一定的差距。由于锯片在使用过程中存在一定的震动，因此要求锯片钢不但具有高的强度、硬度，还要具有高的抵抗冲击载荷的能力，防止出现裂纹、崩齿等现象，因此锯片钢的选择尤为重要。含碳量较低的45Mn2V、40CrMo、30CrMo等钢种可用作锯片的制造，此类钢为中碳合金钢，其晶粒细小，热稳定性高，具有较高的强韧性、耐疲劳性和耐热性，被广泛应用于生产金属冷热切圆锯片产品，但碳含量降低后不可避免导致钢的强度硬度指标降低。淬火加回火处理的65Mn钢则主要用作冶金锯片的制造，其强度和硬度虽较高，但塑性和韧性较差。对于硬质合金齿圆锯片则往往采用国外进口的8CrV、8CrNi等钢种，这些锯片专用钢既可生产金刚石圆锯片基体、硬质合金锯片基体，也可生产金属冷切圆锯片，但高的碳含量也易于导致钢的脆性增加，难以获得高的强韧性匹配，实际使用过程中经过油淬并高温回火后其抗拉强度达到1300MPa左右，但韧性较低，冲击功多为10-20J。对于此类钢而言，其热处理制度要求严格，热处理难度较大，需采用油淬并高温回火，这导致淬火过程中产生大量的油烟，不但影响环境，而且损害工人的健康；同时，淬火油需要定期更换，增加了生产成本，而且废油的处理也存在很大的难度。
发明内容
本发明旨在于克服现有技术的缺点，提出一种综合力学性能优良、工艺简单无需油淬的硬质合金齿圆锯片用钢及其热处理方法。
为达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一方面，本发明提供一种硬质合金齿圆锯片用钢，其特征在于，包括以下重量百分含量的化学成分：C：0.30-0.40％，Si：0.3-1.0％，Mn：1.0-2.0％，Cr：0.4-0.6％，Ni：1.5-2％，Mo：0.30-0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明化学成分说明如下：
C：影响钢淬硬性的元素，与75Cr1、8CrV、8CrNi等钢种相比，采用较低的碳含量，提高钢的韧性，降低热处理开裂的倾向，并可减少热处理过程中的脱碳。
Si：提高钢的热强性和弹性极限，能够促进C向钢中残余奥氏体中的集聚。
Mn：提高钢的强度和耐磨性，能增加钢的韧性，使奥氏体更加稳定。
Cr：提高钢的淬透性，使钢在淬火后能够得到更多的马氏体组织。
Ni：提高钢的强度和淬透性，为奥氏体稳定化元素，显著改善钢的韧性，并提高钢的耐热疲劳性能。
Mo：提高淬透性，保证高强度、硬度，降低回火脆性。
进一步地，本发明硬质合金齿圆锯片用钢的屈服强度RP0.2≥1600MPa，抗拉强度Rm≥1700MPa，20℃冲击功Ak为20-30J，伸长率A为8-13％。
另一方面，本发明提供了上述硬质合金齿圆锯片用钢的热处理方法，热处理工艺为将轧制后钢板充分奥氏体化后进行分段保温冷却。
进一步地，将轧制后钢板加热至760-800℃奥氏体化，保温1-2h后，空冷至200-400℃，保温1-4h后，空冷至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)适当降低碳含量，热处理后钢板在具有高的强度和硬度同时，还具有较高的强韧性和热稳定性。
2)采用奥氏体化后分段空冷的热处理工艺，具有工艺简单、成本低、冷却均匀，内应力小等特点，节约了资源。
3)改善了锯片钢热处理工作环境，无需油淬，不但消除了油烟产生的环境污染，而且利于操作工人的身体健康，同时减轻了更换淬火油后废油的处理问题。
附图说明
图1是本发明实施例1中钢板热处理后的金相组织图。
图2是本发明实施例2中钢板热处理后的金相组织图。
图3是本发明实施例3中钢板热处理后的金相组织图。
图4是本发明实施例4中钢板热处理后的金相组织图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
本实施例硬质合金齿圆锯片用钢，其化学成分按照质量百分数计包括：C：0.39％，Si：0.58％，Mn：1.56％，Cr：0.57％，Ni：1.97％，Mo：0.32％，余量为Fe和不可避免的杂质。
利用真空感应炉冶炼，浇铸后缓冷至室温，再将钢坯加热至1200-1220℃左右，保温1h后取出轧制成15mm厚钢板，然后进行热处理，热处理的具体工艺为：780℃保温1h充分奥氏体化，然后空冷至200℃保温1h，最后空冷至室温，即可得到本发明的钢板。热处理后对每批钢板进行取样，对试样进行力学性能检测，对多个试样检测结果取平均值如表1。
表1实例1所获得钢板的性能
Figure BDA0002516698970000031
实施例2
本实施例钢板化学成分及尺寸同实施例1，热处理具体工艺为：780℃保温1h充分奥氏体化，然后空冷至200℃保温4h，最后空冷至室温。热处理后对每批钢板进行取样，对试样进行力学性能检测，对多个试样检测结果取平均值如表2。
表2实例2所获得钢板的性能
Figure BDA0002516698970000032
实施例3
本实施例钢板化学成分及尺寸同实施例1，具体工艺为：800℃保温1h充分奥氏体化，然后空冷至400℃保温1h，最后空冷至室温。热处理后对每批钢板进行取样，对试样进行力学性能检测，对多个试样检测结果取平均值如表3。
表3实例3所获得钢板的性能
Figure BDA0002516698970000033
实施例4
本实施例钢板化学成分及尺寸同实施例1，具体工艺为：800℃保温1h充分奥氏体化，然后空冷至400℃保温4h，最后空冷至室温。热处理后对每批钢板进行取样，对试样进行力学性能检测，对多个试样检测结果取平均值如表4。
表4实例4所获得钢板的性能
Figure BDA0002516698970000041
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种硬质合金齿圆锯片用钢，化学成分按重量百分比含量包括：C：0.30-0.40%，Si：0.3-1.0%，Mn：1.0-2.0%，Cr：0.4-0.6%，Ni：1.5-2%，Mo：0.30-0.5%，余量为Fe和不可避免的杂质；其特征在于：热处理工艺为充分奥氏体化后进行分段保温冷却，将轧制后钢板加热至760-800℃奥氏体化，保温1-2h后，空冷至200-400℃，保温1-4h后，空冷至室温；钢板的屈服强度RP0.2≥1600MPa，抗拉强度Rm≥1700MPa，20℃冲击功Ak为20-30J，伸长率A为8-13%。
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