專利名稱：一種高強度合金工具鋼的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于切削刀具、破巖刀具以及模具制造技術領域的高強度合金工具鋼，是對現有合金工具鋼材料性能的進一步改善。
背景技術：
合金工具鋼由于具有較高的強度和硬度，已被廣泛運用于工業生產的各個領域，包括機械制造、石油鉆探、采礦、隧道等?，F有的合金工具鋼其材料硬度通常最高可達HRC56左右，如欲提高其硬度，就會使材料的韌性下降，從而降低材料的強度，使材料發生脆、裂、崩現象；若提高材料的韌性，使材料強度增高，則又會影響材料的硬度，材料的耐磨性相應受損。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是在于針對現有技術存在的不足而提供一種能使材料的硬度和綜合性能得到進一步改善和提高的高強度合金工具鋼。
本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為包括有Fe和合金元素，其不同之處在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C(碳) 0.4～0.6％Cr(鉻)3.5～6％Mo(鉬)0.5～2.5％Si(硅)0.4～2.5％V(釩) 0.4～2.0％Mn(錳)0.1～1.0％Fe(鐵)余量。
本發明可由常規冶煉方法冶煉而成，常存雜質元素P、S均應小于0.03％。
本發明通過合理調整合金元素的組份和含量來提高合金工具鋼的綜合理化性能。其中Cr的主要作用是提高淬透性，同時提高回火穩定性，其碳化物具有極高硬度，可使鋼的硬度、耐磨性提高；Mo除增大鋼的淬透性及回火穩定性，還可細化晶粒，減少回火脆性并提高熱硬性；Si對回火后組織有很好強化作用，提高了鋼的強度、彈性極限和屈強比，同時又不降低韌性；碳化物VC在鋼中1200℃以上才開始有明顯的溶解，因此在增大鋼的淬透性外，還能提高奧氏體的粗化溫度，造成對材料強度和韌性十分有利的細晶粒微觀結構，并且含有合金元素V和Mo的馬氏體具有較高的抗回火軟化能力，從而提高了鋼的熱硬性。
本發明的合金鋼經1100～1200℃高溫淬火及500～580℃的三次回火處理，其最高硬度可達HRC58-62，金相組織為回火馬氏體和均勻、細小的碳化物。實驗表明，本發明具有高的熱硬性和高溫耐磨性，高的熱疲勞抗力和化學穩定性，同時還具有足夠的韌性和機械強度。
具體實施例方式
以下進一步介紹本發明的實施例。
實施例1Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C 0.48％ Si 1.5Mn 0.5％％ Cr 5.5％Mo 1.8％ V 1.2％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
上述實施例的材料經高溫淬火和三次回火處理，硬度達HRC58-62，金相組織為回火針狀馬氏體及細小，均勻的碳化物，該材料具有優良的機械性能，能滿足刀具在惡劣工況下的使用性能，用該材料制作隧道施工盾構機的盤形滾刀刀圈，經對比試驗，其耐磨性及沖擊韌性明顯優于現有同類材料。
實施例2Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C 0.4％ Si1.5Mn 0.5％ Cr4.8％Mo 1.5％ V 1.0％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
該材料經高溫淬火和三次回火，硬度達到HRC56-58，金相組織為回火馬氏體及均勻的碳化物，該材料制成的刀具能滿足較惡劣工況的使用性能。
權利要求
1.一種高強度合金工具鋼，包括有Fe和合金元素，其特征在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C 0.4～0.6％ Cr 3.5～6％ Mo 0.5～2.5％Si 0.4～2.5％ V 0.4～2.0％Mn 0.1～1.0％Fe 余量。
2.按權利要求1所述的高強度合金工具鋼，其特征在于常存雜質元素P、S均應小于0.03％。
3.按權利要求1或2所述的高強度合金工具鋼，其特征在于最高硬度可達HRC58-62。
4.按權利要求1或2所述的高強度合金工具鋼，其特征在于Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C 0.48％Si 1.5Mn 0.5％ Cr 5.5％Mo 1.8％ V 1.2％ P ≤0.03％ S ≤0.03％Fe 余量。
5.按權利要求1或2所述的高強度合金工具鋼，其特征在于Fe和合金元素的組份和含量按重量計為C 0.4％Si 1.5 Mn 0.5％ Cr 4.8％Mo 1.5％V 1.0％P ≤0.03％S ≤0.03％Fe 余量。
全文摘要
本發明涉及一種用于切削刀具、破巖刀具以及模具制造技術領域的高強度合金工具鋼,是對現有合金工具鋼材料性能的進一步改善。包括有Fe和合金元素,其不同之處在于所述的Fe和合金元素的組份和含量按重量計為:C(碳)0.4～0.6%,Cr(鉻)3.5～6%,Mo(鉬)0.5～2.5%,Si(硅)0.4～2.5%,V(釩)0.4～2.0%,Mn(錳)0.1～1.0%,Fe(鐵)余量。本發明的合金鋼經1100～1200℃高溫淬火及500～580℃的三次回火處理,其最高硬度可達HRC58－62,金相組織為回火馬氏體和均勻、細小的碳化物。實驗表明,本發明具有高的熱硬性和高溫耐磨性,高的熱疲勞抗力和化學穩定性,同時還具有足夠的韌性和機械強度。
文檔編號C22C38/24GK1422972SQ0214786
公開日2003年6月11日 申請日期2002年12月18日 優先權日2002年12月18日
發明者周勇慶, 郭國忠, 帥柏春 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司