CN114561599A - 一种dy33热作基质高速钢 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢材制造技术领域，且公开了一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，DY33热作基质高速钢的化学成分按重量百分比计为：C0.47％‑0.50％，Si0.20％‑0.35％，Mn0.45％‑0.60％，S≤0.003％，P≤0.012％，Cr3.80％‑4.00％，Mo4.00％‑4.30％，V0.88％‑1.00％，Ti≤0.005％，Al≤0.03％，Ni≤0.20％，Cu≤0.15％，N≤0.01％，O≤0.0015％，H≤0.00015％，AS≤0.025％，Sn≤0.025％，Sb≤0.025％，Pb≤0.025％，Bi≤0.025％。该DY33热作基质高速钢，通过采用真空感应炉和电渣重熔炉进行熔炼，电渣重熔法是阶段重熔和精炼金属的新方法，它虽然不在真空中熔炼，它的熔渣能将空气和被熔炼金属隔绝，具有最佳的提纯效果，它对今后生产超高纯度的材料将会发挥更大地作用，很有可能成为生产活性金属的主要手段，电渣重熔法操作简单、易于控制、所炼出的钢锭组织致密、表面质量好。

Description

一种DY33热作基质高速钢
技术领域
本发明涉及钢材制造技术领域，具体为一种DY33热作基质高速钢。
背景技术
钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料，大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形，根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种，钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛和品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类，1898年，美国机械与管理工程师泰勒(TaylorF.W.)和冶金学家怀特(WhiteM.)研制发明了高速钢，并作了系统切削试验，当时他们确定的高速钢成分为C-0.67％，W-18.91％，Cr-5.47％，Mn-0.11％，V-0.29％，F-余量，与后来的W18Cr4V成分很接近，高速钢刀具可用30m/min的速度切削钢材，其效率比过去用的碳素工具钢和合金工具钢提高了好几倍，为美国当时的机械工业生产赢得了巨大的经济效益。
高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也可制造高温轴承和冷挤压模具等，但是高速钢是一种复杂的钢种，含碳量一般在0.70～1.65％之间，含合金元素量较多，总量可达10～25％，现有技术中高速钢的质量参差不齐，存在着纯净度不高，红硬性和抗回火软化性较差，淬透性较差，抗冷热疲劳低，可锻性和加工性能较差，故而提出一种DY33热作基质高速钢。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种DY33热作基质高速钢，具备纯净度高，红硬性和抗回火软化性强，淬透性较良好，抗冷热疲劳高，可锻性和加工性能较优良等优点，解决了高速钢是一种复杂的钢种，含碳量一般在0.70～1.65％之间，含合金元素量较多，总量可达10～25％，现有技术中高速钢的质量参差不齐，存在着纯净度不高，红硬性和抗回火软化性较差，淬透性较差，抗冷热疲劳低，可锻性和加工性能较差的问题。
(二)技术方案
为实现上述纯净度高，红硬性和抗回火软化性强，淬透性较良好，抗冷热疲劳高，可锻性和加工性能较优良目的，本发明提供如下技术方案：
一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，DY33热作基质高速钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.47％-0.50％，Si 0.20％-0.35％，Mn 0.45％-0.60％，S≤0.003％，P≤0.012％，Cr 3.80％-4.00％，Mo 4.00％-4.30％，V 0.88％-1.00％，Ti≤0.005％，Al≤0.03％，Ni≤0.20％，Cu≤0.15％，N≤0.01％，O≤0.0015％，H≤0.00015％，AS≤0.025％，Sn≤0.025％，Sb≤0.025％，Pb≤0.025％，Bi≤0.025％。
优选的，所述DY33热作基质高速钢的锭型为1.9t-2.0t，所述DY33热作基质高速钢的规格为Φ330mm-Φ390mm圆。
优选的，所述所述DY33热作基质高速钢的长度为1.6m-3.0m，所述DY33热作基质高速钢的弯曲度每米≤3mm，总弯曲度≤总长度的0.06％，所述DY33热作基质高速钢制作采购钢坯吨数为65吨。
优选的，包括以下化学成分按重量百分比的原料：C 0.47％，Si 0.20％，Mn0.45％，S 0.001％，P 0.010％，Cr 3.80％％，Mo 4.00％，V 0.88％，Ti 0.002％，Al0.02％，Ni 0.15％，Cu 0.15％，N 0.005％，O 0.0007％，H 0.00011％，AS 0.018％，Sn0.021％，Sb 0.015％，Pb 0.020％，Bi 0.010％。
优选的，包括以下化学成分按重量百分比的原料：C 0.50％，Si 0.35％，Mn0.60％，S 0.003％，P 0.012％，Cr 4.00％，Mo 4.30％，V 1.00％，Ti 0.005％，Al 0.03％，Ni 0.20％，Cu 0.15％，N 0.01％，O 0.0015％，H 0.00015％，AS 0.025％，Sn 0.025％，Sb0.025％，Pb 0.025％，Bi 0.025％。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种DY33热作基质高速钢，具备以下有益效果：
1、该DY33热作基质高速钢，通过采用真空感应炉和电渣重熔炉进行熔炼，真空感应熔炼今后在下述四个方面仍将获得广泛应用，熔炼要求成分控制精确、纯度高、夹杂少的合金，如镍基高温合金、超高强度马氏体时效钢和超纯铁素体不锈钢及高纯金属等，回收贵重合金料，如镍基合金、高合金不锈钢等，生产无余量加工的精密铸造件，用水冷铜片镶制坩埚与氧化钙坩埚熔炼活性金属合金如钛、锆等，电渣重熔法是阶段重熔和精炼金属的新方法，它虽然不在真空中熔炼，它的熔渣能将空气和被熔炼金属隔绝，具有最佳的提纯效果，它对今后生产超高纯度的材料将会发挥更大地作用，很有可能成为生产活性金属的主要手段，电渣重熔法操作简单、易于控制、所炼出的钢锭组织致密、表面质量好，
2、该DY33热作基质高速钢，通过采用高温扩散退火，开放式多向锻造，特殊的超细化处理，造就高纯净度和极好的显微组织，等向性优；是热作系高速工具钢，DY33钢具有极高的红硬性和抗回火软化性，具有一-定的韧性和良好的淬透性，抗冷热疲劳高，可锻性及加工性能均良好，用于小型压力机，冲床，各系列精锻机，热模锻设备的模具，适用于制作温度较高，与工件接触时间较长，耐热磨耗性佳，耐热溶损性佳，易引起变形塌陷或热磨损失效的热作模具，使用前请预热到250-300C，根据使用条件做相应调节。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种DY33热作基质高速钢，DY33热作基质高速钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.47％，Si 0.20％，Mn 0.45％，S 0.001％，P 0.010％，Cr 3.80％％，Mo4.00％，V 0.88％，Ti 0.002％，Al 0.02％，Ni 0.15％，Cu 0.15％，N 0.005％，O0.0007％，H 0.00011％，AS 0.018％，Sn 0.021％，Sb 0.015％，Pb 0.020％，Bi 0.010％，DY33热作基质高速钢的锭型为1.9t，所述DY33热作基质高速钢的规格为Φ330mm圆，DY33热作基质高速钢的长度为1.6m，所述DY33热作基质高速钢的弯曲度每米2mm，总弯曲度为总长度的0.05％，所述DY33热作基质高速钢制作采购钢坯吨数为65吨。
实施例二：一种DY33热作基质高速钢，DY33热作基质高速钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.50％，Si 0.35％，Mn 0.60％，S 0.003％，P 0.012％，Cr 4.00％，Mo4.30％，V 1.00％，Ti 0.005％，Al 0.03％，Ni 0.20％，Cu 0.15％，N 0.01％，O 0.0015％，H 0.00015％，AS 0.025％，Sn 0.025％，Sb 0.025％，Pb0.025％，Bi 0.025％，DY33热作基质高速钢的锭型为2.0t，所述DY33热作基质高速钢的规格为Φ390mm圆，DY33热作基质高速钢的长度为3.0m，所述DY33热作基质高速钢的弯曲度每米3mm，总弯曲度总长度的0.06％，所述DY33热作基质高速钢制作采购钢坯吨数为65吨。
试验后证明，通过采用真空感应炉和电渣重熔炉进行熔炼，真空感应熔炼今后在下述四个方面仍将获得广泛应用，熔炼要求成分控制精确、纯度高、夹杂少的合金，如镍基高温合金、超高强度马氏体时效钢和超纯铁素体不锈钢及高纯金属等，回收贵重合金料，电渣重熔法是阶段重熔和精炼金属的新方法，它虽然不在真空中熔炼，它的熔渣能将空气和被熔炼金属隔绝，具有最佳的提纯效果，它对今后生产超高纯度的材料将会发挥更大地作用，DY33钢具有极高的红硬性和抗回火软化性，具有一-定的韧性和良好的淬透性，抗冷热疲劳高，可锻性及加工性能均良好，用于小型压力机，冲床，各系列精锻机，热模锻设备的模具，适用于制作温度较高，与工件接触时间较长，耐热磨耗性佳，耐热溶损性佳，易引起变形塌陷或热磨损失效的热作模具，使用前请预热到250-300C，根据使用条件做相应调节，高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程，淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行，先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1190～1290℃(不同牌号实际使用时温度有区别)，后油冷或空冷或充气体冷却，工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛，淬火后因内部组织还保留一部分(约30％)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能，为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。
C：是影响钢板组织性能的关键元素，其变化幅度很大，碳含量不同可获得硬度和韧性的不同匹配关系，也是提高钢材硬度最便宜最直接的元素，但是高碳合金硬度高而韧性不足，也不利于结构件的焊接，低碳合金韧性较高而硬度偏低，本发明确定最适合的复层钢板碳含量0.04％-0.06％、基层钢板碳含量0.02％-0.06％；
Si：硅是炼钢脱氧的必要元素，具有一定固溶强化的作用，也能抑制第一类回火脆性，改善马氏体的回火稳定性，提高回火温度，获得较好性能，本发明复层钢板硅的含量范围为0.4％-0.6％、基层钢板硅含量0.20％-0.45％；
Mn：锰是提高强度和韧性的主要元素，能显著提高钢淬透性的元素，成本十分低廉，是主要添加元素，但Mn过高会使钢的延展性降低，本发明的复层钢板锰含量限定在1.0％-1.60％、基层钢板锰含量0.40％-0.60％；
Cr能扩大铁素体区，提高淬火硬化、耐蚀性的优点，故本发明复层钢板中加入Cr含量为16％-19％，基层钢板Cr含量为0.1％-0.2％，
Ni：镍对焊接热影响区硬化性及韧性没有影响，可使母材的强度提高，并且使低温韧性和耐蚀性大大提高，故本发明中复层钢板Ni的含量控制在8％-12％；
Nb、V、Ti可以有效的细化晶粒，提高钢材的强韧性，故本发明基层钢板中Nb0.01％-0.03％、Ti0.01％-0.03％，复层钢板的V0.8％-1.0％；
Al：铝是脱氧元素，可以作为AlN形成元素，有效地细化晶粒，为了达到很好的脱氧效果本发明的复层Al含量的范围为Al0.005％-0.045％。
本发明的有益效果是：该DY33热作基质高速钢，通过采用真空感应炉和电渣重熔炉进行熔炼，真空感应熔炼今后在下述四个方面仍将获得广泛应用，熔炼要求成分控制精确、纯度高、夹杂少的合金，如镍基高温合金、超高强度马氏体时效钢和超纯铁素体不锈钢及高纯金属等，回收贵重合金料，如镍基合金、高合金不锈钢等，生产无余量加工的精密铸造件，用水冷铜片镶制坩埚与氧化钙坩埚熔炼活性金属合金如钛、锆等，电渣重熔法是阶段重熔和精炼金属的新方法，它虽然不在真空中熔炼，它的熔渣能将空气和被熔炼金属隔绝，具有最佳的提纯效果，它对今后生产超高纯度的材料将会发挥更大地作用，很有可能成为生产活性金属的主要手段，电渣重熔法操作简单、易于控制、所炼出的钢锭组织致密、表面质量好，通过采用高温扩散退火，开放式多向锻造，特殊的超细化处理，造就高纯净度和极好的显微组织，等向性优；是热作系高速工具钢，DY33钢具有极高的红硬性和抗回火软化性，具有一-定的韧性和良好的淬透性，抗冷热疲劳高，可锻性及加工性能均良好，用于小型压力机，冲床，各系列精锻机，热模锻设备的模具，适用于制作温度较高，与工件接触时间较长，耐热磨耗性佳，耐热溶损性佳，易引起变形塌陷或热磨损失效的热作模具，使用前请预热到250-300C，根据使用条件做相应调节。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，DY33热作基质高速钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.47％-0.50％，Si 0.20％-0.35％，Mn 0.45％-0.60％，S≤0.003％，P≤0.012％，Cr 3.80％-4.00％，Mo 4.00％-4.30％，V 0.88％-1.00％，Ti≤0.005％，Al≤0.03％，Ni≤0.20％，Cu≤0.15％，N≤0.01％，O≤0.0015％，H≤0.00015％，AS≤0.025％，Sn≤0.025％，Sb≤0.025％，Pb≤0.025％，Bi≤0.025％。
2.根据权利要求1所述的一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，所述DY33热作基质高速钢的锭型为1.9t-2.0t，所述DY33热作基质高速钢的规格为Φ330mm-Φ390mm圆。
3.根据权利要求1所述的一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，所述DY33热作基质高速钢的长度为1.6m-3.0m，所述DY33热作基质高速钢的弯曲度每米≤3mm，总弯曲度≤总长度的0.06％，所述DY33热作基质高速钢制作采购钢坯吨数为65吨。
4.根据权利要求1所述的一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，包括以下化学成分按重量百分比的原料：C 0.47％，Si 0.20％，Mn 0.45％，S 0.001％，P 0.010％，Cr3.80％％，Mo 4.00％，V 0.88％，Ti 0.002％，Al 0.02％，Ni 0.15％，Cu 0.15％，N0.005％，O 0.0007％，H 0.00011％，AS 0.018％，Sn 0.021％，Sb0.015％，Pb 0.020％，Bi0.010％。
5.根据权利要求1所述的一种DY33热作基质高速钢，其特征在于，包括以下化学成分按重量百分比的原料：C 0.50％，Si 0.35％，Mn 0.60％，S 0.003％，P 0.012％，Cr 4.00％，Mo 4.30％，V 1.00％，Ti 0.005％，Al 0.03％，Ni 0.20％，Cu 0.15％，N 0.01％，O0.0015％，H 0.00015％，AS 0.025％，Sn 0.025％，Sb 0.025％，Pb 0.025％，Bi 0.025％。
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