刀具用钢的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可用于剃刀等的刀具用钢（steelforblades)的生产方法。
【背景技术】
[0002] 现在，包含12. 0质量％至14. 0质量％的&的马氏体系不锈钢已逐渐且广泛地用 作用于剃刀等的刀具用钢。通过包括淬火和回火的热处理将马氏体系不锈钢硬化至剃刀刀 具的硬度范围620HV至650HV。在防锈性和耐腐蚀性方面，马氏体系不锈钢优异于高碳钢。
[0003] 剃刀用马氏体系不锈钢通常由热乳、冷乳和退火的组合来生产，将带状剃刀用钢 供给至后续工序。后续工序中，进行模切（diecutting)之后，通过连续炉将马氏体系不锈 钢进行包括淬火和回火的热处理，然后进行刀刃乳边（bladeedging)和表面修整（surface finishing)来生产最终产品。
[0004] 马氏体系不锈钢退火之后的金相组织为碳化物分散在铁素体结构中的状态。碳化 物的粒度和分布状态很大地影响马氏体系不锈钢作为已进行热处理的剃刀刀具的性质。
[0005] 已有对于剃刀用不锈钢的大量提案。其中，作为通过增加碳化物的数量来显着改 进淬火性（quenchability)的发明，可提到本发明的申请人的JP3354163B(专利文献1)。 该专利文献1公开了由〇. 55质量％至0. 73质量％的(：、1质量％以下的Si、1质量％以下 的Mn、12质量％至14质量％的Cr、和余量的Fe及杂质组成的，并且在通过连续炉退火的状 态下碳化物密度为140至600个碳化物/100μm2的，具有优良的短时淬火性的剃刀用不锈 钢。需要注意的是，专利文献1中示出的碳化物的密度通过在剃刀用带状不锈钢的冷乳之 前或期间，在将钢插入温度设定为高于钢的Acl转变温度的连续炉中退火的状态下测量来 获得。
[0006] 由本发明的申请人提出的JP06-145907A(专利文献2)，公开了由0.55质量％至 0. 73质量％的(：、1.0质量％以下的Si、1.0质量％以下的Mn、12质量％至14质量％的0、 0. 2质量％至1. 0质量％的Mo、1. 0质量％以下的Ni、和余量的Fe及杂质组成的，并且在其 退火状态下的碳化物密度为140至200个碳化物/100μm2的，具有优良的淬火性的剃刀用 不锈钢的发明。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] [专利文献 1]JP3354163B
[0010] [专利文献2]JP〇6_1459〇7A
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 专利文献1中公开的剃刀用不锈钢通过将在特定温度范围内进行连续退火作为 必需步骤以显著增加碳化物密度来实现优良的淬火性。
[0013] 专利文献2意欲通过使用分批退火炉（batchannealingfurnace)来改进碳化物 密度，但是所得钢中碳化物的数量为100μm2区域中至多200个。
[0014] 同时，近年来，为了改进生产性，存在带卷（coil)的长度变长和每单位带卷的重 量增加的趋势。因此，通过在分批退火炉中分批处理来退火多个伸长带卷的生产性比对带 卷施加连续退火更有利。在上述专利文献中公开了将可适用于连续退火的方法作为增加碳 化物密度的方法。然而，尚未提出可适用于分批式退火方法的方法，因此，期望可适用于伸 长的带卷并能够改进生产性和实现高碳化物密度的刀具用钢的生产方法。
[0015] 本发明的目的为提供即使使用分批退火炉仍能够实现碳化物的高密度的刀具用 钢的生产方法。
[0016] 用于解决问题的方案
[0017] 本发明的发明人研究了通过使用分批退火炉增加碳化物密度的方法，其中具有特 定化学组成的合金用作冷乳用材料。结果，本发明人发现具有与专利文献1的碳化物密度 相当或以上的碳化物密度的刀具用钢可通过组合分批退火步骤、连续退火步骤、和冷乳步 骤来获得，即首先在特定温度下进行分批退火步骤，在高于合金组成的Acl转变点的温度 下进行连续退火步骤，然后进行冷乳，从而完成本发明。
[0018] 根据本发明的一个方面，提供具有由0. 55质量％至0. 80质量％的C、l. 0质量％ 以下的Si、1.0质量％以下的Mn、12. 0质量％至14. 0质量％的〇、1.0质量％以下的此、 L 〇质量％以下的Ni、和余量的Fe及不可避免的杂质组成的金属组成的刀具用钢的生产方 法，该方法包括：在具有500°C至700°C的温度范围内将具有所述金属组成的冷乳用材料进 行分批退火3小时至30小时以获得分批退火材料的分批退火步骤；在分批退火步骤之后将 分批退火材料连续退火5分钟至30分钟以便将分批退火材料加热至金属组成的Acl转变 点以上来获得连续退火材料的连续退火步骤；和在连续退火步骤之后将连续退火材料冷乳 的冷乳步骤，其中连续退火步骤和冷乳步骤分别进行至少一次。
[0019] 发明的效果
[0020] 根据本发明的生产方法，可易于获得其中铁素体结构中碳化物的数量为100μπι2 区域中200个至1，000个的刀具用钢。通过组合进行分批退火和连续退火，可增加刀具用 钢的生产性。
【附图说明】
[0021] [图1]图1为示出实施例1的刀具用钢中碳化物形态的截面图的电子显微镜照 片。
[0022] [图2]图2为示出实施例2的刀具用钢中碳化物形态的截面图的电子显微镜照 片。
[0023][图3]图3为示出实施例3的刀具用钢中碳化物形态的截面图的电子显微镜照 片。
[0024][图4]图4为示出常规例的刀具用钢中碳化物形态的截面图的电子显微镜照片。
【具体实施方式】
[0025] 限定由根据本发明的刀具用钢的生产方法生产的刀具用钢的金属组成的原因如 下。
[0026] 首先，碳（C)的含量为0.55质量％至0.80质量％。C为不仅用于产出本发明所必 需的碳化物密度、而且用于决定在淬火时的奥氏体化温度下溶解于来自碳化物的基质中、 通过淬火制备的马氏体的硬度的重要元素。为了获得刀具用钢的足够高的硬度并且获得 在铁素体结构中的碳化物密度为100/μm2区域中200个碳化物至1，000个碳化物，C的含 量必须大于0. 55质量％。此外，在马氏体不锈钢中，根据C和Cr的含量之间的平衡，固化 期间大型的共晶碳化物结晶。如果此类大型碳化物包含在刀具用钢中，例如特别是具有约 0.1mm厚度和锐利刀片的剃刀替刃材料（razorsubstituteedgematerial)中，贝丨】可发生 刀具崩刃（bladechipping)。为了防止这种情况，考虑到与Cr含量的平衡，C含量的上限 为0.80质量％。C含量的下限优选0.6质量％，更优选0.63质量％。C含量的上限优选 0. 78质量％，更优选0. 75质量％。确定这些限定，从而更确实地获得C的效果。
[0027] 硅（Si)的含量为1.0质量％以下。Si为用作刀具用钢的精制中的脱氧剂，并且 还防止低温回火期间钢中固溶体的软化的元素。如果添加过量的Si，Si可作为硬内容物如 Si02残存在刀具用钢中，并且可引起刀具崩刃和锈斑，并且为了防止这种情况，Si含量的上 限为1. 〇质量％。为了确实地获得Si抵抗低温回火期间可能发生的软化的效果并防止硬 内容物的生成，Si含量优选0. 1质量％至0.7质量％。此外，Si含量的下限优选0. 15质 量％，更优选〇. 5质量％。确定Si的这些限定，从而更可靠地产生Si的效果。
[0028] 锰（Μη)的含量为1. 0质量％以下。类似于Si，Μη可用作刀具用钢的精制中的脱 氧剂。如果Μη的含量超过1. 0质量％，可劣化热加工性，并且为了防止这种情况，Μη的含 量为1. 〇质量％以下。需要注意的是，如果Μη用作脱氧剂，则不少量的Μη残存在刃具钢 (cuttingsteel)。因此，Μη的下限在高于0质量％的范围内。Μη含量的优选范围为0.1 质量％至0. 9质量％。确定这些限定，从而更可靠地产生Μη的效果。
[0029] 铬（Cr)的含量为12.0质量％至14.0质量％。铬为用于维持刀具用钢的优良的 耐腐蚀性、并与C形成碳化物的元素。Cr为获得对于将铁素体结构中的碳化物的密度控制 为100μm2区域中200个碳化物至1，000个碳化物所必须的Cr系碳化物的重要元素。为了 获得上述Cr的效果，至少12. 0质量％的Cr是必须的。另一方面，如果Cr的含量超过14. 0 质量％，可增加共晶碳化物的结晶量，例如当刀具用钢用作剃刀时，这可引起刀具崩刃。为 了防止这种情况，Cr的含量在12. 0质量％至14. 0质量％的范围内。为了更可靠地获得上 述Cr添加的效果，Cr的下限为12. 5质量％，且Cr的上限优选13. 5质量％。确定这些限 定，从而更确实地产生Cr的效果。
[0030] 钼（Mo)的含量为1. 0质量％以下。Mo为少量添加便能够改进碳化物密度的元 素。如果采用本发明的下述生产方法，不添加Mo也可改进碳化物密度。因此，添加Mo不 总是必要的，即可不添加Mo(0% )。然而，Mo具有抵抗由卤素元素如非氧化性酸和诱