[发明专利]3V级高性能滚刀用高速钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种3V级高性能滚刀用高速钢及其制备方法。本发明的3V级高性能滚刀用高速钢，由以下重量配比的原料成分制成：C:1.15‑1.25％；Si:0.30‑0.65％；W:4.5‑6.5％；Mo:5.0‑6.5％；Cr:3.8‑4.5％；V:2.6‑3.3％；Co:4.5‑6.0％；Al:0.20‑0.50％；Mn:0.20‑0.40％；P:≤0.025％；S：≤0.010％；其余为Fe及杂质。采用本发明的技术方案，制成的高速钢硬度达到66‑68HRC，抗弯强度σbb≥3500Mpa，无缺口冲击韧性αk≥15J/cm2。

技术领域

本发明涉及高速钢制备技术领域，特别涉及一种V含量高于2.5％、钴含量高于4.5％的3V级高性能滚刀用高速钢；同时，本发明还涉及一种3V级高性能滚刀用高速钢的制备方法。

背景技术

机械加工发展的总趋势是高效率、高精度、高柔性和强化环境意识。在机械加工领域，切(磨)削加工是应用最广泛的加工方法。高速切削是切削加工发展方向，已成为切削加工的主流。推广应用高速切削技术将大幅度提高生产效率和加工质量并降低成本。高速切削技术的发展和应用决定于机床和刀具技术的进步，其中刀具材料的进步起决定性的作用。

常用的刀具材料包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢，因耐热性很差，只宜作手工刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼，由于质脆、工艺性差及价格昂贵等原因，仅在较小的范围内使用。硬质合金由于其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差，因此很少做成整体式刀具。高速工具钢就成为了目前应用最广泛的刀具材料。在高速钢中，普通高速钢由于硬度、耐磨性等性能远比高性能高速钢差，不适用于高速切削和硬材料切削。高性能高速钢由于硬度高、耐热性好等优点，其应用比例在不断扩大。粉末冶金是近几十年来发展起来的较为先进的高速钢冶炼生产新工艺，其解决了碳化物偏析问题，大大提高了钢材的韧性。

随着数控机床、加工中心等先进机加工设备的广泛应用，以及追求难加工材料的高速切削，使金属切削刀具的发展必须变得更高、更快、更强。干切齿轮滚刀切削速度高达150米/min以上，代表了高性能滚刀的发展方向，带动了高性能高速工具钢和涂层技术的发展。传统工艺高速钢V≥2.5％或者Co≥4.5％称为高性能高速钢，受共晶碳化物偏析和颗粒度对韧性的影响，MC颗粒度对可磨削性的制约，V含量不超过4％，对于含Co高性能高速钢，V含量≤2％。

通过采用粉末冶金工艺，共晶碳化物偏析和颗粒度显著改善，粉末冶金含Co高速钢的V含量得以大幅度提高，如Bohler的S590、S390，其Co含量均为8％，V含量分别为3％和5％，同时获得高韧性、高耐磨和易磨削。

在高速切削刀具市场，一直以来是粉末钢占有较大优势和比例，但粉末钢制备流程长、成本高(是传统工艺的约3倍)、相同成分的3V级高性能复杂刀具的耐磨性较传统工艺差，世界各国都在积极研究具有高性价比的制造方法，市场前景十分广阔。而对于3V级高性能滚刀用高速钢，研究甚少，且现有的应用于高性能滚刀的高速钢，或成本较高，或性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种3V级高性能滚刀用高速钢，以降低成本，易于加工。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种3V级高性能滚刀用高速钢，其由以下重量配比的原料成分制成：

C:1.15-1.25％；Si:0.30-0.65％；W:4.5-6.5％；Mo:5.0-6.5％；Cr:3.8-4.5％；V:2.6-3.3％；Co:4.5-6.0％；Al:0.20-0.50％；Mn:0.20-0.40％；P:≤0.025％；S：≤0.010％；其余为Fe及杂质。

进一步的，所述杂质包括≤0.02％的Ni和铜。

进一步的，所述杂质包括≤0.015％的有害元素。