[发明专利]一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。一种锑镁钙复合处理的刃具钢，以质量百分比计算，包括：C：0.60～0.68％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.0～1.20％，P：0.005～0.015％，S：0.30～0.50％，Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％，Sb：0.10～0.15％，Cu：0.50～0.80％，Cr：0.50～0.80％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，通过顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热→轧制→控制冷却→卷取等工序制备获得。本发明通过锑化锰、硫化锰和五氧化二锑形成的复合包裹，解决了由于硫化钙增多引起的疲劳性能、切削性能降低的问题。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法。

背景技术

刃具钢的特点：在钢中添加一定的合金元素，使钢的切削性能、抗疲劳性能、耐蚀性能和润滑作用显著提高，最终得到疲劳性能和切削性能良好的一类钢。较好的易切削性能可以有效地降低刃具的损耗、减少切削阻力、提高使用寿命以及提高加工效率，降低生产成本。该钢种广泛应用在机械零部件、航空航天精密零部件、精密仪表零件、电器零件、机床零件、汽车传动轴等。

目前，现有的刃具钢存在着夹杂物含量高、分布不均匀，严重地降低了钢材的横纵向力学性能，降低了钢的切削性能、润滑性能、塑性及疲劳强度等。截至到目前，通过锑镁钙复合处理工艺，来改善刃具钢中的夹杂物含量高、分布不均匀，从而提高切削性能、润滑性能、塑性及疲劳性能等的相关研究还未见报道。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供了一种锑镁钙复合处理的刃具钢及其制备方法。

本发明目的是通过以下方式实现：

本发明提供一种锑镁钙复合处理的刃具钢，以质量百分比计算，包括：

C：0.60～0.68％，Si：0.10～0.30％，Mn：1.0～1.20％，P：0.005～0.015％，S：0.30～0.50％，Ca：0.08～0.10％，Mg：0.05～0.08％，Sb：0.10～0.15％，Cu：0.50～0.80％，Cr：0.50～0.80％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

基于上述技术方案，进一步地，所述锑镁钙复合处理的刃具钢中，锰与硫的质量比2.0～3.5，钙与硫的质量比为0.15～0.35，锑与硫的质量比为0.20～0.50。

本发明中控制w[Ca]/w[S]质量比、w[Mn]/w[S]质量比、w[Sb]/w[S]质量比的目的是为了控制锑化锰、硫化锰、五氧化二锑含量，从而控制锑化锰、硫化锰和五氧化二锑形成的共晶化合物含量，减少了镁引起的熔点过高问题，有效地防止了水口堵塞的发生；缓解了因镁、钙蒸发引起硫化锰处理不均问题，同时由于锑化锰、硫化锰和五氧化二锑所形成的复合包裹，解决了由于硫化钙增多引起的疲劳性能、切削性能降低问题。

本发明还提供上述的锑镁钙复合处理的刃具钢的制备方法，主要包括以下工序：顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→连铸→加热→轧制→控制冷却→卷取。

基于上述技术方案，进一步地，顶底复吹转炉冶炼前进行铁水预处理，由于S有利于刃具钢的切削性能，因此，该钢种不需进行预脱硫处理。

基于上述技术方案，进一步地，转炉冶炼的原料为废钢12～15％与铁水85～88％。

基于上述技术方案，进一步地，复吹转炉冶炼工序：采用顶吹氧气冶炼，底吹N₂；钢水出钢温度1680～1700℃，出钢终点C控制在0.55％～0.60％，P≤0.005％，严禁下渣。

基于上述技术方案，进一步地，出钢过程中进行脱氧合金化：出钢1/5-1/3时加入石灰12～18Kg/t钢，底吹气体切换为Ar气，吨钢合金加入量：锰铁3.0～5.0kg/t钢，铝铁3.55～5.0kg/t钢，在出钢过程中，加入铬铁、锑铁和铜合金。