专利名称：一种稀土工具钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属合金，具体地说本发明涉及一种稀土工 具钢。属于冶金技术领域。
背景技术：
我国以高速工具钢(简称高速钢)深加工产品麻花钻头为主的刀 具出口产品基本上是为了满足国际民用市场，而目前市场上用的 低合金高速钢， 一般钨钼含量比较高，因此成本也比较高，同时 在硬度、红硬性及其晶粒度上表现也不是很好，在满足用户需求 的前提下，其性价比较低。国内外主要的低合金高速钢及其化学
成分见(《高速工具钢》冶金工业出版社出版) 所有钢号的钨、钼、钒的总量在5%以上，特别是昂贵的钼、钒含 量都比较高， 一些钢号的成分接近通用高速钢水平，生产成本较 高。而以成分相对较低的M50 (钨、钼、钒含量为5.25%)为例， 由于钼的过热敏感性强，淬火温度为1120 1150°C，晶粒已接近 8#，回火硬度只能达到61 63HRC，红硬性根本就达不到60HRC， 因此在美国此钢一般不用作刀具，而多用于高温轴承。
稀土是非常活泼的一族元素，加入不当或量太多会增加钢中 非金属夹杂物，引起针孔等低倍组织缺陷。在《中国稀土》网中 的"稀土知识"里的"稀土在冶金工业中的应用"中讲到，我国稀 土处理钢有80多个牌号，年生产总量60万吨。但大量应用稀土的钢种只有十几种，主要钢种包括铜磷系耐大气腐蚀钢、锰铌系列低合金高强度钢、
x系管线钢、铌稀土重轨钢，此外还有齿轮钢、轴承钢、弹簧钢、模具钢、
工程机械用钢、低碳微合金深冲钢、不锈钢和耐热钢等，在高速钢中较少。 另外其加稀土的方法，通常以喂丝法为主，其次是稀土金属棒吊挂法， 包内加入稀土硅铁合金法及包内喂入稀土硅铁合金包芯线法。在非真空精 炼炉中加入稀土，这些传统的方法会造成稀土大量被氧化，回收率很低。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有技术存在的不足，提出一种 新的优质稀土经济型高速钢，降低钨、钼、钒含量以降低成本， 并在此基础上，添加稀土、调硅、碳，使其硬度、红硬性及其晶 粒度等性能指标又能达到高速钢的要求。
基于以上目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的-一种稀土工具钢，其主要化学成份(重量％)如下C: 0.80-0.90; W: 1.50-2.50; Mo: 0.50-1.50; Cr: 3.80-4.40; V: 0.50-1.50; Si: 0.6-1.50; RE: 0.02 0.10;其余为铁。
前述的一种稀土工具钢W2MolCr4VsiRE，其主要化学成份优
选按重量分数为C: 0.80-0.90; W: 1.50-2.50; Mo: 0.80-1.30; Cr: 3.80-4.40; V: 0.50-1.50; Si: 0.6-1.50; RE: 0.02-0.07;其
余为铁。
本发明的特点是在低合金高速工具钢的化学成份中，根据各 元素在钢中的作用，降低钨、钼、钒总含量，调硅、碳等元素的 配比，同时添加微量稀土。以便在降低成本的同时，又保持或提高低合金高速钢的硬度、红硬性及其晶粒度等性能；同时由于本 发明采用了上述在浇铸成电渣棒中放置稀土包芯线的方法，从而在 立式浇铸时钢水不会冲击包芯线而造成稀土在整个棒中分布不均匀；由于 紧靠模壁，钢水接触模壁和包芯线时随即凝固，不会造成稀土在浇铸成电 渣棒的过程中大量氧化损失。此钢适用于生产麻花钻、丝锥、扁车刀、 锯条等。
具体实施方式
实施例1:
本实施例中各主要成分的百分比约是C: 0.80; W: 2.25; Mo: 1.16; Cr: 3.97; V: 0.98; Si: 0.96; RE: 0.034;其余为铁。
通过检验对比可知加稀土可使一些合金氧化物还原，特别是 钼、钒、硅合金，稀土可降低有害元素磷、硫，特别是对硫的作 用尤其突出，不仅使硫的含量降低了 50%，而且通过金相检査， 钢中剩余硫的形态也由原来仿锤形变成了点状、球形，即稀土与 硫化合成了高熔点化合物，弥散分布于钢中。这些弥散分布的稀 土硫化物，熔点高，在结晶过程中形成质点，作为形核剂，阻碍 晶粒长大，在淬火过程中也有相同的作用。因此加入稀土的钢比 不加稀土的钢的淬火晶粒细0.5#以上，韧性、硬度、红硬性增加。 所加工成的麻花钻作切削试验对比分析① 9.0mmW2MolCr4VSiRE钢麻花钻性能试验在硬度为188HBS的45弁 钢上钻孔平均总深度5.12米，cD6.35mm 平均总深度4.25米；用W2MolCr4VsiRE钢生产的①9.0mm麻花钻做寿命试验，在硬度为 214HBS的40Cr上钻孔平均总深度达3.45米，06.35mm平均总 深度3.2米。 实施例2
本发明成分的一个百分比是，C: 0.81; W: 2.50; Mo: 0.58; Cr: 3.90; V: 1.41; Si: 0.89; RE: 0.02其余为铁。 实施例3
本发明的一个成分，C: 0.83; W: 2.30; Mo: 0.90; Cr: 4.04; V: 1.02; Si: 1.11; RE: 0.069其余为铁。 实施例4
本发明的一个成分，C: 0.85; W: 2.39; Mo: 0.81; Cr: 3.98; V: 1.28; Si: 1.50; RE: 0.051其余为铁。 实施例5
本发明的一个成分，C: 0.87; W: 1.96; Mo: 1.28; Cr: 3.92; V: 0.90; Si: 1.23; RE: 0.091其余为铁。
实施例6
本发明的一个成分，C: 0.90; W: 1.79; Mo: 1.37; Cr: 4.31; V: 1.20; Si: 1.38; RE: 0.041其余为铁。
实施例7
本发明的一个成分，C: 0.89; W: 2.03; Mo: 1.08; Cr: 4.20; V: 1.13; Si: 0.71; RE: O.IO其余为铁。
实施例8
6本发明的一个成分，C: 0.88; W: 2.12; Mo: 0.97; Cr: 3.80; V: 1.50; Si: 0.79;RE: 0.059其余为铁。 实施例9
本发明的一个成分，C: 0.86; W: 1.50; Mo: 1.50; Cr: 4.11; V: 1.37; Si: 1.04; RE: 0.086其余为铁。 实施例10
本发明的一个成分，C: 0.82; W: 2.41; Mo: 0.65; Cr: 4.40; V: 0.75; Si: 0.60;RE: 0.064其余为铁。
试验和生产结果表明 此钢淬回火硬度能稳定在64-66HRC之间。比美国ASTMA600 中低合金高速钢的要求高2~3HRC，并且回火温度比其要求510°C 可高40。C以上；红硬性能达到60 61HRC，符合在550 600°C仍 能保持高硬度(60HRC)的普通高速钢的要求；在1160 1180'C奥氏 体化后具有细晶粒组织，均能控制在8.5 9.5#之间，稀土在改善 钢的内部在质量，细化晶粒方面有明显效果。
上述的实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或 等效变换所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种稀土工具钢，其主要化学成份包括C、W、Mo、V、Cr、Si、RE和铁，具体重量百分(％)比如下C0.80-0.90；W1.50-2.50；Mo0.50-1.50；Cr3.80-4.40；V0.50-1.50；Si0.6-1.50；RE0.02～0.10；其余为铁。
2、 根据权利要求1所述的一种稀土工具钢，其特征在于其中 所述各主要成分重量百分比为C: 0.80-0.90; W: 1.50-2.50; Mo: 0.80-1.30; Cr: 3.80-4.40; V: 0.50-1.50; Si: 0.6-1.50; RE: 0.02-0.07; 其余为铁。
3、 一种稀土工具钢的生产方法(1) 、用钨砂、钼砂、砂轮灰、废钢作原料，在中频感应炉中 冶炼；(2) 、将步骤(1)中经熔炼后的钢水浇铸成电渣棒，同时在 浇铸模中放置稀土包芯线；其中对稀土包芯线先压扁校直，切成段， 一端取出稀土，折叠弯曲放置于模子底部，上端多余部分向模外折叠使此 包芯线紧帖于模壁。(3) 、电渣重熔成钢锭后，锻造成坯料；(4) 、将坯料轧钢成材，再拉拔成各种规格尺寸后检验入库。
全文摘要
本发明涉及一种优质稀土高速钢，其主要化学成份(重量％)如下C0.80-0.90；W1.50-2.50；Mo0.50-1.50；Cr3.80-4.40；V0.50-1.50；Si0.6-1.50；RE0.02～0.10；其余为铁。本发明的特点是在低合金高速工具钢的化学成份中，降低钨、钼、钒总含量，调硅、碳等元素同时添加微量稀土，以便在降低成本的同时，又保持或提高低合金高速钢的硬度、红硬性及其晶粒度等性能；同时采用在浇铸成电渣棒中放置稀土包芯线的方法，以提高稀土的回收率。此钢适用于生产麻花钻、丝锥、扁车刀、锯条等。
文档编号C22C38/24GK101671794SQ20081019608
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者任荣花 申请人:任荣花