[发明专利]一种800MPa电镀性能优异的高表面硬度工具钢及生产方法

说明书

本发明涉及一种800MPa电镀性能优异的高表面硬度工具钢及生产方法，工具钢的化学成分按重量百分比计为：C 0.40％～0.60％，Mn 0.4％～1.5％,Ca 0.0005％～0.05％，Mg0.0005％～0.05％，Ba 0.1％～1.0％，Ca/Ba≥0.05，Ca/S≥0.5，Ca/Mg≥1，Cu 0.2％～1.0％，P≤0.020％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明所生产的工具钢表面光洁、无需热处理表面硬度55HRC以上,表面无晶界氧化层和脱碳层，表面粗糙度≤0.9Ra/μm，省略抛砂工艺后电镀合格率达到100％。

技术领域

本发明涉及工具钢生产技术领域，尤其涉及一种适合电镀的热轧高表面硬度工具钢及其生产方法。

背景技术

目前，普通的工具钢大多采用中碳钢经热处理加工而成，一般要求热处理后硬度37HRC以上，而且为了防腐蚀生锈，工具表面均需进行电镀处理。例如，捆绑带卡扣用的工具钢通常采用45Mn或45#钢加工而成，一般要求热处理后硬度37～41HRC。常规的捆绑带卡扣加工工序是：冶炼-热轧-冷轧-退火--冷轧板冲压成型-热处理-抛砂-滚光-电镀-组装。其中，不仅冷轧的成本高，抛砂和滚光的表面处理工艺复杂，成本也高。热处理淬火产生油烟严重环境污染，且加热能源消耗大。近年来，为节省成本，很多生产厂家采用热轧钢板直接加工捆绑带卡扣，但电镀后表面霉斑点状腐蚀缺陷严重，不合格。而且，随着环保要求不断提升及生产成本问题，工具钢下游用户的电镀工艺也在不断改变，有些甚至取消了电镀前的抛砂工艺，导致捆绑带卡扣电镀后点状霉斑腐蚀缺陷更加严重，产品不合格。

公告号为CN104745786B的中国发明专利公开了“一种免球化退火的用CSP线生产薄规格工具钢的方法”，其生产的是厚度1-2.5mm的薄工具钢钢板，不能满足厚度较大的工具使用需求；采用低温轧制、快冷到马氏体转变温度附近低温卷取，再回火得到回火屈氏体降低强硬性的生产工艺，一方面对卷取机能力要求极高，另一方面卷取过程中发生马氏体相变，马氏体脆性极大，极易断带，且卷后要进行550～700℃高温回火处理，成本较高。另外，该工艺控制脱碳深度不超过板厚的1％。

公告号为CN103173598B的中国发明专利公开了“一种免退火型中高碳钢板制造工艺”，公开号为CN102417959A的中国专利申请公开了“一种免退火处理热轧S50C板带生产方法”，采用两相区或铁素体区低温大压下轧制，高温卷取堆垛，得到60％铁素体和部分球化珠光体，软化降低钢板硬度到80-85HRB。上述工艺得到的钢板铁素体量多、块大，必须淬火回火才能使用，而且热处理后硬度低，不能满足高端工具钢的使用要求。

公开号为CN104204309A的中国专利申请公开了一种“电镀用钢板和电镀钢板以及它们的制造方法”，电镀用钢板以质量计含有C：0.0005％-0.005％，同时加Cr、Si、Mn等少量合金，属超低碳钢，其强度级别低，不能满足栓紧带卡扣用钢拉伸及硬度需求。

公开号为CN105177430A的中国专利申请公开了“一种合金工具钢及其生产方法”，涉及一种中碳工具钢，钢中含有：C 0.5％，Si 0.2％，Mn 0.5％，Cr 5.0％，Mo 2.3％，V0.5％，S≤0.003％，P≤0.02％，该合金工具钢中加入Cr、Mo、V等合金较多，冶炼需采用电渣重熔浇注铸锭，成材率低，需要软化退火、球化退火、淬火、回火等多道热处理工序，成本高，不适于加工制造形状复杂的各类工具。

上述工具钢及生产方法均存在一定缺陷，不能满足低成本高硬度、高电镀性能的工具钢使用需求。

发明内容

本发明提供了一种电镀性能优异的高表面硬度工具钢及生产方法，克服了现有工具钢存在的热处理成本高、省略抛砂工艺后电镀不合格等不足，所生产的工具钢表面光洁、无需热处理表面硬度55HRC以上,表面无晶界氧化层和脱碳层，表面粗糙度≤0.9R_a/μm，省略抛砂工艺后电镀合格率达到100％。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：