[发明专利]一种高钴高钼超硬型高速钢及改善其热加工性能的方法

说明书

本发明属于高速钢技术领域，具体涉及一种高钴高钼超硬型高速钢及改善其热加工性能的方法。本发明提供的改善方法，包括以下步骤：将工业纯铁、含铬原料、含钼原料、金属钨、金属钴、石墨、工业硅、含锰原料、含钒原料进行感应熔炼，得到钢水；将所述钢水浇铸得到的铸锭进行加压电渣重熔，得到电渣锭；所述加压电渣重熔过程中凝固压力为1～2MPa；将所述电渣锭依次进行高温热处理和锻造，得到高钴高钼超硬型高速钢锻件。通过提高加压电渣重熔凝固压力，提高了电渣锭冷却速率，细化了共晶碳化物；同时通过高温热处理使电渣锭中M₂C共晶碳化物分解及球化，改善了碳化物的形态和尺寸，进而提高了高钴高钼超硬型高速钢的热加工性能和加工成材率。

技术领域

本发明属于高速钢技术领域，具体涉及一种高钴高钼超硬型高速钢及改善其热加工性能的方法。

背景技术

高速钢具有硬度高、耐磨性好、红硬性优良等优点，广泛应用于刀具、高载荷模具、航空高温轴承、高性能轧辊等领域。近年来，随着现代切削加工技术的迅速发展，虽然高速钢面临被硬质合金等材料替代的挑战，但因其工艺性能好，强度和韧性配合好，抗冲击能力强，可用来制造复杂精密刀具、耐冲击和振动的切削刀具，至今在刀具材料领域仍占有重要地位，特别是以M42为代表的高性能高速钢的需求依然旺盛。

目前，高速钢生产流程主要以熔炼工艺为主，即熔炼→LF+VD精炼→制成电极棒进行电渣重熔→锻造。但由于合金元素(Co、Mo、W、Cr、V等)含量高且传统电渣重熔冷却能力有限等缘故，高速钢在凝固过程中极易形成严重的碳和合金元素偏析，因而在晶界处形成粗大的网状共晶碳化物。共晶碳化物的存在既会严重割裂基体，又作为裂纹源和裂纹扩展的途径，导致高速钢晶界脆化严重，热塑性降低，进而使得高速钢在锻造和轧制等热加工过程中极易开裂，成材率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高钴高钼超硬型高速钢及改善其热加工性能的方法。本发明通过提高加压电渣重熔过程中凝固压力，增加高温热处理步骤以及优化锻造工艺，提高了高钴高钼超硬型高速钢的热加工性能，进而提高了其加工成材率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善高钴高钼超硬型高速钢热加工性能的方法，包括以下步骤：

将工业纯铁、含铬原料、含钼原料、金属钨、金属钴、石墨、工业硅、含锰原料、含钒原料进行熔炼，得到钢水；

将所述钢水浇铸得到的铸锭进行加压电渣重熔，得到电渣锭；所述加压电渣重熔过程中凝固压力为1～2MPa；

将所述电渣锭依次进行高温热处理和锻造，得到高钴高钼超硬型高速钢锻件。

优选的，所述高温热处理的温度为1100～1140℃，保温时间为6～10h；升温至热处理所需温度的升温速率为80～120℃/h。

优选的，所述加压电渣重熔的电压为33～40V，电流为2200～3000A，压力为1～2MPa。

优选的，所述熔炼包括以下步骤：

将工业纯铁、含铬原料、含钼原料、金属钨、金属钴进行感应熔炼，得到基础钢水；

将部分石墨加入所述基础钢水进行真空碳脱氧，得到预脱氧钢水；

将含锰原料、含钒原料、工业硅和剩余石墨加入所述预脱氧钢水进行合金化，得到钢水。

优选的，所述感应熔炼的温度为1480～1530℃；

优选的，所述真空碳脱氧的真空度为小于30Pa，时间为20～30min，温度为1430～1480℃。

优选的，所述合金化的温度为1430～1480℃，时间为5～10min。

优选的，所述高温热处理前还包括：将电渣锭表面涂覆涂料；所述涂料包括黏结剂和粉料，所述黏结剂和粉料的质量比优选为0.4～0.9：1；