[发明专利]一种VD高合金工具钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种VD高合金工具钢的生产方法。 

背景技术

W6M05Cr4V2（M₂）钢（6-5-4-2）是美国于1935年开发的高工钢品种（俗称钨钼系高速工具钢）。1950年前后定标，主要用做生产钻头、丝锥、铣刀、滚刀等工具。目前全世界高工钢材料的产量约为二十万吨左右，M₂占到60—70%。M₂钢属于高合金工具钢，使用了大量的战略资源元素（6%的钨、5%的钼、2%的钒）。高合金工具钢的主要合金元素有钨、钳、铬和钒等，都是碳化物形成元素，他们在地球上的储量有限，其中特别是钨和钼储量更少，贵重而稀缺，必须节约使用。为了降低贵重金属的使用量，寻找一种可以部分代替钨、钼含量的元素成为首要任务。 

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一种高硬度、高韧性的VD高合金工具钢，用M₂钢高速工具钢中用部分廉价的碳和硅来代替钨和钼，其冶炼工艺采用中频冶炼双精炼法（炉中精炼采用TN法）+真空浇铸（BV法）直接生产钢锭及电极棒，后进入电炉重熔，使VD高合金工具钢具有良好的硬度及韧性。 

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种VD高合金工具钢的生产方法，以重量百分比计，包括以下步骤：1）熔化、2）造第一次渣、3）造第二次渣、4）取第二次光谱样、5）精炼、6）吹氩、7）钙线插入钢水、8）钢渣混出、9）真空浇铸；其特征在于： 

1）、熔化：取C1.0±0.1%、Si 0.85±0.1%、Mn 1.0±0.1%、Mo 4.0±0.1% 、W 1.6±0.1%、V 1.95±0.1% 、P≤0.023%、S≤0.003%，其余为铁；依次在中频冶炼炉中熔化为钢水；

2）、造第一次渣：采用石灰造碱性渣，取占钢水重量2.5—3%石灰，用瑩石调到浆糊状，进行人工搅拌，均匀后取第一次光谱样，测试钢水中各合金元素的化学成份；

3）、造第二次渣，补充合金调整至步骤1）中各元素所占比例的成份并进行脱氧、脱硫，其渣量占钢水重量的2.5%；

4）、取第二次光谱样：再次测试化学成份，精确钨、钼元素的成份；

5）、精炼：钢水的化学成分合格后进入精炼期，时间在20—25分钟，精炼温度在1580℃--1600℃；

6）、吹氩：炉底吹氩和精炼同时进行，吹氩量每分钟25L，氩气的纯度为99.995%；

7）、钙线插入钢水：钢水出钢前三分钟将钙线插入钢水，钙线的使用为钢水重量的0.1-0.3%，准备出钢，将渣破碎；

8）、钢渣混出：出钢为钢渣混出，钢水倒进钢包后，应镇定2—3分钟后再出钢；

9）、真空浇铸：将钢水进行真空浇铸，开浇温度：钢锭1470℃---1490℃，电极棒1490℃--1510℃。

附图说明

    图1是本发明与M₂钢、D950钢的耐磨性比较。 

图2是VD钢与M₂钢，D950钢三种材料与齿状轮对轮干滑（滚）动磨损耐磨性对比。 

图3是VD钢的淬回火工艺曲线。 

图4是VD钢和M₂钢做成钻头后的钻孔数值对比。 

图5是VD钢和M₂钢的做成立铣刀的切削长度数值对比。 

图6是回火温度对比。 

 本发明，以部分廉价的碳和硅来代替M₂钢中的钨和钼，使钨和钼的用量减少40%，配料成本较M₂钢减少13400元/吨左右。采用双精炼法，其VD钢较M₂钢耐磨性提30-50%；做成立铣刀的铣削速度提高1.13倍---1.27倍。其O_（T）含量控制在30PPM以下，H≤3PPM，N＜150PPM，并在原料N含量的基础上降低15%--20%。 

具体实施方式

实施例1： 

一种VD高合金工具钢，由以下成份组成：C1.0%、Si 0.85%、Mn 1.0%、Mo 4.0% 、W 1.6%、V 1.95% 、P≤0.023%、S≤0.003%，其余为铁。

实施例2： 

    一种VD高合金工具钢，由以下成份组成：C0.950%、Si 0.90%、Mn 1.1%、Mo 4.05% 、W 1.55%、V 1.9% 、P≤0.023%、S≤0.003%，其余为铁。

实施例3：