CN1511662A - 刀具复合浇铸钢锭及复合钢材的制备方法 - Google Patents

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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

刀具复合浇铸钢锭及复合钢材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合浇铸钢锭及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浇铸钢锭及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 (10)

1.一种刀具复合浇铸钢锭及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；
(3)将步骤(2)所获得的复合钢锭1100～1200℃的高温和大的压缩比下进行轧制，轧成钢材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将刃口钢制成的钢芯置于钢模中预热至300～500℃后进行浇铸。
3.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。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，复合钢锭浇铸后，进行缓冷处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的轧制为认向轧制。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，截面的压缩比为60～200。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将熔融的本体钢水注入钢模，使其与钢芯形成溶融的复合层，并使复合钢锭缓慢冷却至400℃以下脱模。
8.根据权利要求7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。
9.根据权利要求8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。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述及的刃口钢包括65Mn、T8、T10、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。
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