CN1242864C - 刀具复合钢材的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种刀具复合钢材的制备方法。包括如下步骤：(1)将刃口钢制成的钢芯预热后置于钢模内定位，将熔融的本体钢注入钢模，使其与钢芯复合，(3)将步骤(2)所获得的复合钢锭在二次高温和高压下轧制，制成型材，截面的压缩比为60～200，使二种已形成的融合面的金属材料，进一步粘合在一起，组成牢固的结合界面，使二种材料互合为一体。采用本发明的方法制造的复合钢材，可适用于各种批量生产，尤其大批量生产，周期短，充分体现其工艺上的优越性，生产工艺简单，成材率较高，成本较低，经济效益显著。复合的各种材料，适用范围较大，材料使用合格率可达到90%左右。目前，采用复合浇铸复合钢锭及加工的成材已形成年产销售1000T以上的各类复合钢材的能力。

Description

刀具复合钢材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合钢材的制备方法，具体地说涉及一种用于刀具的复合浇铸钢锭及复合钢材的制备方法。

背景技术

复合钢材是用于刀剪行业的一种基本的原材料。目前，国内外制造复合钢材有二种生产方法，其一是爆炸成型法，其二是轧制复合法。这二种方法其特点：爆炸成型主要用于军工，国家重大工程项目，成本极高，不适用于民用和一般的工业产品；轧制复合的主要问题是压缩比小，粘合不稳定，成材率不理想，成本也偏高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题公开一种刀具复合钢材的制备方法，以克服现有技术存在的粘合不稳定，成材率偏低，成本较高的缺陷。

本发明的技术构思是这样的：

利用复合铸造技术将二种以上性能差异较大的材料铸造成复合钢锭，再经多次热加工和冷加工，在高温及大的压缩比认向轧制下，将其完全粘合，制成各种复合形式的热轧和冷轧的复合钢材。复合后的钢材既能够保持高碳刃口钢的锋利和坚硬，又能够体现本体低碳钢的可磨性，能够较好解决了刀剪产品使用后不能保持锋利的缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将刃口钢制成的钢芯预热至300～500℃，用定位装置将钢芯置于钢模中，定位；

(2)将熔融的本体钢水注入钢模，使其与钢芯复合，并在液态钢水与钢芯表面形成0.5～2mm融合界面，浇注温度为1500～1600℃；在本发明优选的技术方案中，进行缓冷处理；

(3)将步骤(2)所获得的复合钢锭在1100～1200℃的高温和较大得压下量下，进行认向性反复轧制，用一次加热或二次加热制成扁钢或带钢等材料，截面的压缩比为60～200，终轧温度一般控制在850℃以上，在这样大的压缩比和高温下，足够使二种在浇铸时已形成的融合面的金属材料，进一步粘合在一起，组成牢固的结合界面，使二种材料互合为一体。二种性能差异较大的金属在界面上的分子相互渗透、扩散，形成稳定的过渡层。特别是C原子从高碳层向低碳层自发扩散，尤为明显。其热加工后的成品，过度层一般为0.2～0.3mm。

按照本发明，浇注获得的复合钢锭最好进行保温、缓慢冷却处理。降温速度每小时不低于40～70℃，以防止钢水冷却不均匀而收缩，造成缺陷。

另外，轧制成品根据不同钢种还需退火处理或球化，进行消除应力和消网处理，改善其组织状态，提高其材料的综合性能。

所述及的刃口钢包括65Mn、T8、TIO、T12、GCr15、CrWMn、6CrW2Si、8CrW2V、6Cr13MoV、8Cr13Mo等中的一种；

所述及的本体钢包括Q195-Q235、1Cr18Ni9、0-1Cr17或1-2Cr13中的一种。

采用本发明的方法制造的复合钢材，可适用于各种批量生产，容易形成大批量生产，周期短，充分体现其工艺上的优越性，生产工艺简单，粘合重量稳定，成材率较高，成本较低，经济效益显著。如普碳复合钢的菜刀，平均每把的材料费只有2.5～3.2元；不锈复合钢菜刀，平均每把的材料费只有9.5～10元，其材料费只占总成本的30～50％。复合钢材的复合形式和复合部位，复合的各种材料，适用范围较大，如：普碳和合金工具钢，碳素工具钢的复合，低碳铁素体、马氏体、奥氏体不锈钢和高碳马氏体不锈钢的复合，此方法生产复合钢材可根据用户要求，进行钢芯合复合部位设计，材料使用合格率可达到90％以上，尤其是冷轧复合带钢，成卷供应，每卷可达650KG，使用成材率高，可直接在冲床上制成各种刀坯，经热处理后，就可制成刀具，无需煅打成型，减少工序，节约成本，材料使用合格率可达到95％以上，同时适用于生产一些工业零部件的特殊要求：如表面要耐磨的扁钢(导轨等)，表面要硬，里面要软，或外面软，里面硬有刚性的圆钢。

具体实施方式

实施例1

(1)将牌号为65Mn的材料制成符合设计要求的钢芯，并进行表面处理，预热到400～500℃，用定位装置将其置于钢模中定位；

(2)将熔融的Q235材料铸入钢模，使其与钢芯65Mn复合，并在液态钢水与钢芯表面形成1mm融合界面，浇铸温度为1550℃，镇静、浇铸时间(一炉20T钢水)10-20分钟，浇铸补缩完成后，应立即将保温罩盖上，进行保温和缓冷处理，冷至500℃以下，可以揭盖脱模；

(3)将步骤(2)所获得的复合钢锭在加热炉内加热4～5小时，炉子温1250℃，钢温1150℃，钢锭在轧机上进行认向轧制，制成各种规格的钢坯。轧制完成后，进行缓冷处理；

(4)钢坯切头，切尾和表面精整后，进行第二次加热，轧制带钢，二次加热开坯、轧制后截面的压缩比为180，过渡层为0.25～0.3mm。

(5)复合热轧带钢经剥壳、酸洗、冷轧一道后，进行光亮退火(消除加工硬化，防止表面脱碳)，退火后再进行冷轧、切边、至所需的规格，获得本发明的复合冷轧带钢。

Claims (5)

1.一种刀具复合钢材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将刃口钢制成的钢芯预热至300～500℃置于钢模中；

(2)将熔融的本体钢水注入钢模，使其与钢芯复合，并在液态钢水与钢芯表面形成0.5～2mm融合界面，浇注温度为1500～1600℃；

(3)将步骤(2)所获得的复合钢锭在1100～1200℃的高温和大的压缩比下进行轧制，轧成钢材，截面的压缩比为60～200，终轧温度控制在850℃以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，钢芯通过定位装置定位于钢模中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，轧制后二种金属溶合过渡层为0.2～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，轧制成品进行消除应力退火处理或球化消网处理。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述及的刃口钢包括65Mn、T₈、T_1O、T₁₂、GCr15、CrWMn、6CrW2Si、8CrW2V、6Cr13MoV、8Cr13Mo中的一种；

所述及的本体钢包括Q195-Q235、1Cr18Ni9、0-1Cr17或1-2Cr13中的一种。