丝锥专用高速钢制造工艺及丝锥

摘要

本发明公开了一种丝锥专用高速钢制造工艺，包括以下步骤，按照如下重量百分比准备原料，C:1.27％‑1.35％，Mn:0.5％‑0.6％，Mo:7.3％‑8％，Cr:3.5％‑4％，W:3％‑3.5％，V:2.8％‑3.1％，其余为Fe；保持真空感应炉内的真空度小于或等于2Pa，将原料加热熔化为熔体，然后将熔体在保护气氛中浇铸成钢锭；将钢锭通过气氛保护电渣重熔的处理方法，以达到定向凝固的效果，得到重熔锭；对重熔锭在900℃‑1100℃的温度下进行六面锻造，使重熔锭的整体变形比大于10，终锻温度控制在850℃‑900℃，得到半成品；对锻造后的半成品进行淬火、回火处理，即得到丝锥专用钢。还公开了一种丝锥，由利用上述工艺制得的高速钢制成。利用此工艺能够制造出碳化物颗粒度均匀，晶粒度细小的高速钢，利用此高速钢制造出的丝锥寿命显著提高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种丝锥专用高速钢制造工艺及丝锥，属于高速钢技术领域。

背景技术

丝锥一般使用高速钢金属材料而制造。当前，高速钢主要有两种火法冶炼和粉末冶 炼两种冶炼形式。

火法冶炼是最传统的冶金方式，通过这种方法冶炼出的钢材存在一定程度的宏观及 微观偏析，共晶碳化物不均度等级偏高，碳化物颗粒度偏大。

粉末冶炼是当下最流行的冶金方式，通过这一手段冶炼出的钢材在碳化物颗粒及不 均度上都有很大的提高，但烧结温度偏低导致了晶粒之间的结合强度不高及在热处理过 程中存在碳化物聚集长大的缺点，使用寿命也无法保证。

国内企业大多采用以上两种方法生产高速钢，由此材料制造的丝锥，寿命无法与国 外丝锥刀具有很大差距，所以现在市场上的高端产品很大程度都是进口料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种丝锥专用高速钢制 造工艺及丝锥，利用此工艺能够制造出碳化物颗粒度均匀，晶粒度细小的高速钢。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种丝锥专用高速钢制造工艺，包 括以下步骤，

步骤S1，按照如下重量百分比准备原料，C:1.27％-1.35％，Mn:0.5％-0.6％， Mo:7.3％-8％，Cr:3.5％-4％，W:3％-3.5％，V:2.8％-3.1％，其余为Fe；

步骤S2，将混合好的原料放入真空感应炉内，保持真空感应炉内的真空度小于或 等于2Pa，将原料加热熔化为熔体，并使真空感应炉内的熔体混合均匀，然后将熔体在 保护气氛中浇铸成钢锭；

步骤S3，将步骤S2形成的钢锭通过气氛保护电渣重熔的处理方法，熔池温度范围 设置在1550℃～1580℃，熔速范围为2.1kg/min～2.3kg/min，以达到定向凝固的效果，得 到重熔锭；

步骤S4，对重熔锭在900℃-1100℃的温度下进行六面锻造，使重熔锭的整体变形 比大于10，终锻温度控制在850℃-900℃，得到半成品；

步骤S5，对锻造后的半成品进行淬火、回火处理，即得到丝锥专用钢。

进一步，所述步骤S2中，在所述真空感应炉加热至1600℃时进行电磁搅拌从而使 熔体成分均匀。

进一下，所述步骤S2中，所述的保护气氛为氩气。

进一步，所述步骤S5中，所述热轧与冷拔的步骤如下：在1100℃的温度下将锻造 之后的半成品轧制成直径为8mm的盘条，再通过常温下冷拔将直径为8mm的盘条拔成 直径5.2mm的盘条，经过矫直之后再进行后续的热处理。

进一步，所述步骤S5中，对冷拔后的盘条通过1150℃-1200℃的淬火处理，然后在 540℃-560℃进行回火处理2-4次。

本发明还提供了一种丝锥，所述丝锥利用上述丝锥专用高速钢制造工艺制造出的高 速钢制成。

采用了上述技术方案后，本发明通过真空冶炼和保护气氛浇铸，控制熔体和钢锭中 的有害元素S、P等和气体元素O、N、H的含量，气氛保护电渣重熔处理，通过控制熔 池温度和熔速使得钢锭取得定向凝固的效果，解决材料的偏析缺陷，得到细小的一次碳 化物，成分组织均匀，再通过六面锻造工艺，细化组织，消除材料内部的缩孔、疏松等 缺陷，破碎大颗粒碳化物，保证晶粒度，确保材料的均匀性，最后通过淬火、回火，得 到超细化均匀的碳化物颗粒度，晶粒度细小，各项性能优异的丝锥专用高速钢材料；利 用本发明工艺方法制备的高速钢制造出的丝锥，其刀具寿命显著提高，达到并超过进口 材料制造的丝锥的寿命。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一 步详细的说明。

一种丝锥专用高速钢制造工艺，包括以下步骤，

步骤S1，按照如下重量百分比准备原料，C:1.27％-1.35％，Mn:0.5％-0.6％， Mo:7.3％-8％，Cr:3.5％-4％，W:3％-3.5％，V:2.8％-3.1％，其余为Fe；

步骤S2，将混合好的原料放入真空感应炉内，保持真空感应炉内的真空度小于或 等于2Pa，将原料加热熔化为熔体，并使真空感应炉内的熔体混合均匀，然后将熔体在 保护气氛中浇铸成钢锭，总体时间大概在2.5小时；

步骤S3，将步骤S2形成的钢锭通过气氛保护电渣重熔的处理方法，熔池温度范围 设置在1550℃～1580℃，熔速范围为2.1kg/min～2.3kg/min，以达到定向凝固的效果，得 到重熔锭；

步骤S4，对重熔锭在900℃-1100℃的温度下进行六面锻造，使重熔锭的整体变形 比大于10，终锻温度控制在850℃-900℃，得到半成品；

步骤S5，对锻造后的半成品进行淬火、回火处理，即得到丝锥专用钢。

所述步骤S2中，在所述真空感应炉加热至1600℃时进行电磁搅拌从而使熔体成分 均匀。

所述步骤S2中，所述的保护气氛为氩气。

所述步骤S5中，所述热轧与冷拔的步骤如下：在1100℃的温度下将锻造之后的半 成品轧制成直径为8mm的盘条，再通过常温下冷拔将直径为8mm的盘条拔成直径 5.2mm的盘条，经过矫直之后再进行后续的热处理。

所述步骤S5中，对冷拔后的盘条通过1150℃-1200℃的淬火处理，然后在540℃-560 ℃进行回火处理2-4次。

利用上述工艺制造出丝锥专利的高速钢，再将该高速钢制成丝锥。

下表为利用本工艺制备的高速钢制成的丝锥的测试数据：

1、在主轴转速为1000r/s，切削速度为500mm/min，切深ap为9mm的条件下， 以丝锥能够钻出的孔作为衡量丝锥寿命的指标，可以看出，丝锥1至5的刀具寿命在17060至24125之间，与同等条件下的进口丝锥的20000个孔的寿命相比，本发明的丝 锥已达到并超过进口丝锥。

2、在主轴转速为2000r/s，切削速度为1000mm/min，切深ap为9mm的条件下， 可以看出，丝锥6至10的刀具寿命在14362至17860之间，与同等条件下的进口丝锥 的10000个孔的寿命相比，本发明的丝锥寿命已超过进口丝锥的寿命。

本发明的工作原理如下：

本发明通过真空冶炼和保护气氛浇铸，控制熔体和钢锭中的有害元素S、P等和气 体元素O、N、H的含量，气氛保护电渣重熔处理，通过控制熔池温度和熔速使得钢锭 取得定向凝固的效果，解决材料的偏析缺陷，得到细小的一次碳化物，成分组织均匀， 再通过六面锻造工艺，细化组织，消除材料内部的缩孔、疏松等缺陷，破碎大颗粒碳化 物，保证晶粒度，确保材料的均匀性，最后通过淬火、回火，得到超细化均匀的碳化物 颗粒度，晶粒度细小，各项性能优异的丝锥专用高速钢材料；利用本发明工艺方法制备 的高速钢制造出的丝锥，其刀具寿命显著提高，达到并超过进口材料制造的丝锥的寿命。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进 一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制 本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。