[发明专利]一种强韧性耐磨锋钢及制备方法

说明书

本发明公开了一种强韧性耐磨锋钢及制备方法，所述强韧性耐磨锋钢包括了碳、硅、锰、铬、镍、钼、钒、钛、硼、铜、铝、铌、碳化钨、镁、氮、铈、钽和钴元素，经本发明制备方法制备得到的强韧性耐磨锋钢的硬度为HRC60‑65,耐磨性好，使用寿命长，其铸件的冲击韧性ak为5‑10J/cm²，塑形能力强，通过铸造就可进行异形件的制备，节约了异形件的生产成本。

技术领域

本发明涉及合金钢制造技术领域，具体涉及一种强韧性耐磨锋钢及其制备方法。

背景技术

锋钢，又称高速钢、风钢，意为淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种含多量碳(C)、钨、钼、铬、钒等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达500℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，因而其得名。锋钢具有优良的红硬性和可磨削性，但韧性不足。

目前常见的普通高速钢有两种：钨系高速钢和钨钼系高速钢。钨系高速钢典型牌号为W18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。钨钼系高速钢典型牌号为W6Mo5Cr4V2，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点，目前正在取代钨系高速钢，其热处理硬度同W18Cr4V，可达63-66HRC，韧性及热塑性比W18Cr4V提高50％。另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。但由于这些高速钢都属于高碳高合金莱氏体钢，钢中含有大量硬而脆的合金碳化物，影响铸件的韧性，经一次摆锤冲击弯曲试验检测其铸件的冲击韧性ak均小于2J/cm²，塑性变形能力差，不利于异形件的生产，需要经锻打提升冲击功，但锻打不仅增加了生产工序，而且加大了产品的生产成本。

发明内容

有鉴于此，针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种强韧性耐磨锋钢及其制备方法，所述强韧性耐磨锋钢的硬度为HRC60-65，耐磨性好，使用寿命长，其铸件的冲击韧性ak为5-10J/cm²，塑形能力强，通过铸造就可进行异形件的制备，节约了异形件的生产成本。

为解决以上技术问题，本发明首先提供了一种强韧性耐磨锋钢材质的技术方案，所述强韧性耐磨锋钢的材质包括以下重量百分比组成的化学元素：碳0.3-0.6％，硅0.6-1.2％，锰0.6-1.0％，磷＜0.01％，硫＜0.01％，铬12-14％，镍0.3-0.6％，钼1.0-3.0％，钒0.5-0.8％，钛0.05-0.1％，硼0.3-0.5％，铜0.1-0.2％，铝0.1-0.2％，铌0.1-0.2％，碳化钨2.0-4.0％，镁0.002％，氮0.03-0.05％，铈0.1-0.2％，钽0.01-0.03％，钴0.05-0.1％，余量为铁和微量不可避免的杂质。

进一步的，在本发明的一些实施方案中，上述强韧性耐磨锋钢的材质包括以下重量百分比组成的化学元素：碳0.3％，硅0.6％，锰0.6％，磷＜0.01％，硫＜0.01％，铬12％，镍0.3％，钼1.0％，钒0.3％，钛0.05％，硼0.3％，铜0.1％，铝0.1％，铌0.1％，碳化钨2.0％，镁0.002％，氮0.03％，铈0.1％，钽0.01％，钴0.05％，余量为铁和微量不可避免的杂质；

或者，碳0.6％，硅1.2％，锰1.0％，磷＜0.01％，硫＜0.01％，铬14％，镍0.6％，钼3.0％，钒0.5％，钛0.1％，硼0.5％，铜0.2％，铝0.2％，铌0.2％，碳化钨4.0％，镁0.002％，氮0.05％，铈0.2％，钽0.03％，钴0.1％，余量为铁和微量不可避免的杂质。

同时，本发明还提供了上述强韧性耐磨锋钢的制备方法，它包括以下步骤：

(1)配料：根据强韧性耐磨锋钢的工艺目标值计算所需的合金、废铁、废钢的重量，根据该重量称取废铁、废钢、铈稀土、碳化钨和含有硅、锰、铬、镍、钼、钒、钛、硼、铜、铝、铌、镁、氮、钽、钴的合金；