專利名稱：無(wú)碳化物偏析cfw高速鋼及其加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄鍛鋼鐵處理領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼及其加工工藝。
背景技術(shù)：
高速鋼已有百余年歷史。生產(chǎn)高速鋼的傳統(tǒng)工藝是鑄、鍛工藝，即先鑄成錠，然后鍛、軋成材，簡(jiǎn)稱CF工藝。
高速鋼為萊氏體鋼，其特點(diǎn)是在鋼錠凝固的最后階段將形成集中有大量碳化物的萊氏共晶。合金元素及碳含量愈高，萊氏共晶量愈多，碳化物也愈粗大。對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛、軋，可以粉碎萊氏共晶，但不能使碳化物分布完全均勻，也不能使碳化物充分細(xì)化。鍛造比越大，萊氏共晶被粉碎程度越高，碳化物分布越均勻，碳化物也越細(xì)。人們用碳化物不均勻度來(lái)表不碳化物分布的不均勻程度。生產(chǎn) 上將碳化物不均勻度劃分為八級(jí)，級(jí)別愈高，碳化物分布愈不均勻也愈粗大(圖1.高速鋼碳化物不均勻分布)。碳化物分布的不均勻以及粗大碳化物的存在均將使高速鋼的性能變壞(圖2.碳化物不均勻度對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響)。因此在高速鋼的生產(chǎn)中人們想方設(shè)法使碳化物分布均勻，使碳化物細(xì)化。對(duì)于用傳統(tǒng)CF工藝生產(chǎn)的高速鋼，一般采用以下三種方法來(lái)減少碳化物分布的不均勻性: a.限制碳化物形成元素 與碳的含量如通用高速鋼W18、M2等的碳飽和度A —般均限制在0.8左右。由于限制了碳化物形成元素與碳的含量，使碳化物不均勻度有所降低，但硬度與耐磨性也隨之下降，淬回火后的硬度僅64± 1HRC，不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要。
b.提聞鍛造比 提高鍛造比是降低高速鋼碳化物不均勻度的有效方法，但對(duì)于大規(guī)格鋼材仍無(wú)能為力。因此，生產(chǎn)上不得不允許大規(guī)格鋼材有較高的碳化物不均勻度及粗大的碳化物的存在。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不同規(guī)格的高速鋼允許的碳化物不均勻度如下: ~m~μΞ<8 8—40 40—60 60—80 80—100 100 -120I 2 I 3 I 4 I 5 丨 6 丨廠 碳化物不均勻度小于2級(jí)時(shí)對(duì)性能已無(wú)不良影響，故可將碳化物不均勻度小于2級(jí)視為無(wú)碳化物偏析。
c.反復(fù)鐓拔 有一定效果，但工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本及廢品率高。
采用鑄、鍛工藝(CF工藝)生產(chǎn)高速鋼難以解決碳化物偏析問(wèn)題，尤其是大規(guī)格高速鋼鋼料。為了從根本上解決問(wèn)題，發(fā)展了以下幾種生產(chǎn)無(wú)碳化物偏析高速鋼的工藝。
實(shí)踐發(fā)現(xiàn)高速鋼的晶粒大小對(duì)高速鋼的性能產(chǎn)生著巨大的影響，高速鋼中添加的合金含量越多，碳化物團(tuán)塊就越大。達(dá)到某一臨界點(diǎn)時(shí)，可形成尺寸極大的碳化物團(tuán)塊(直徑可達(dá)40i!m)。出現(xiàn)大的碳化物團(tuán)塊的臨界點(diǎn)根據(jù)鋼錠的尺寸以及其它因素而略有不同，但一般是在碳化釩含量達(dá)到約4%時(shí)發(fā)生。通過(guò)對(duì)鋼錠進(jìn)行鍛造、軋制等后續(xù)加工，可以粉碎其中一部分碳化物團(tuán)塊，但不可能將其完全消除，雖然增加鋼材中金屬碳化物顆粒的數(shù)量可以改善材料的耐磨性，但隨著合金含量的增加，碳化物的尺寸及團(tuán)塊數(shù)量也會(huì)隨之增力口，這對(duì)于鋼材的韌性會(huì)產(chǎn)生極其不利的影響，因?yàn)榇蟮奶蓟飯F(tuán)快可能成為產(chǎn)生裂紋的起始點(diǎn)。因此，國(guó)外很早就開展研究，追求高速鋼的細(xì)晶?；ｋS著當(dāng)前汽車、飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，各種大型成型高速鋼刀具尺寸愈來(lái)愈大，消耗量越來(lái)越高。汽車制造的發(fā)展史也是高速鋼刀具的發(fā)展史。近幾年來(lái)高速鋼的最大變革就是發(fā)展了粉末冶金高速鋼。隨著刀具尺寸加大，高速鋼碳化物偏析愈 加嚴(yán)重，難以滿足要求。所以只有采用價(jià)格十分昂貴的粉末高速鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種成本低的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼及設(shè)備簡(jiǎn)單的工藝。無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼，其特征在于采用無(wú)碳化物偏析的高速鋼鋼板代替高速鋼粉末。所述的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼，用單向壓代替等靜壓，在真空條件下通過(guò)壓力焊將鋼板焊成無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼。無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝(CFW工藝的生產(chǎn)流程見(jiàn)圖3)首先用傳統(tǒng)鑄、鍛工藝生產(chǎn)出碳化物不均勻度低于2級(jí)、碳化物最大顆粒小于8 u m的高速鋼鋼板，將鋼板兩面磨光，裁成所需尺寸，然后用壓力焊將鋼板焊接成大規(guī)格高速鋼鋼棒或鋼塊。所述工藝用單向壓代替等靜壓。所述的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝，用壓力焊代替固相燒結(jié)。本發(fā)明的有益效果是:
1、碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝稱為CFW工藝，即鑄、鍛、焊工藝。相對(duì)于HIP工藝，CFff工藝所用設(shè)備簡(jiǎn)單得多，CFff工藝的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于粉末冶金工藝，故CFW高速鋼的價(jià)格僅粉末高速鋼要的1/3-1/5 ;無(wú)故CFW高速鋼的價(jià)格遠(yuǎn)低于HIP高速鋼，與Co超硬高速鋼的價(jià)格相當(dāng)。所述工藝與國(guó)際通用的粉末冶金工藝所不同的是用鋼板代替粉末，用單向壓代替等靜壓，用壓力焊代替固相燒結(jié)。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。2、不含我國(guó)沒(méi)有的價(jià)格昂貴的Co。3、采用價(jià)廉的TRC鋼板進(jìn)行生產(chǎn)。


圖1高速鋼碳化物不均勻分布1-2級(jí)；
圖2高速鋼碳化物不均勻分布8級(jí)；
圖3碳化物不均勻度對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響；
圖4 CFW工藝生產(chǎn)流程。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明采用用無(wú)碳化物偏析的高速鋼鋼板代替高速鋼粉末，用單向壓代替等靜壓，在真空條件下通過(guò)壓力焊將鋼板焊成無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼。
無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝(CFW工藝的生產(chǎn)流程見(jiàn)圖3)首先用傳統(tǒng)鑄、鍛工藝生產(chǎn)出碳化物不均勻度低于2級(jí)、碳化物最大顆粒小于8 μ m的高速鋼鋼板，將鋼板兩面磨光，裁成所需尺寸，然后用壓力焊將鋼板焊接成大規(guī)格高速鋼鋼棒或鋼塊，工藝用單向壓代替等靜壓，用壓力焊代替固相燒結(jié)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改 變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼，其特征在于采用用無(wú)碳化物偏析的高速鋼鋼板代替高速鋼粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼，其特征在于，用單向壓代替等靜壓，在真空條件下通過(guò)壓力焊將鋼板焊成無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼。
3.無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝，其特征在于，首先用傳統(tǒng)鑄、鍛工藝生產(chǎn)出碳化物不均勻度低于2級(jí)、碳化物最大顆粒小于8 u m的高速鋼鋼板，將鋼板兩面磨光，裁成所需尺寸，然后用壓力焊將鋼板焊接成大規(guī)格高速鋼鋼棒或鋼塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝，其特征在于所述工藝用單向壓代替等靜壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝，其特征在于用壓力焊代替固相燒結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成本低的無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼及設(shè)備簡(jiǎn)單的工藝，采用無(wú)碳化物偏析的高速鋼鋼板代替高速鋼粉末。用單向壓代替等靜壓，在真空條件下通過(guò)壓力焊將鋼板焊成無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼。無(wú)碳化物偏析CFW高速鋼加工工藝首先用傳統(tǒng)鑄、鍛工藝生產(chǎn)出碳化物不均勻度低于2級(jí)、碳化物最大顆粒小于8μm的高速鋼鋼板，將鋼板兩面磨光，裁成所需尺寸，然后用壓力焊將鋼板焊接成大規(guī)格高速鋼鋼棒或鋼塊。相對(duì)于HIP工藝，CFW工藝所用設(shè)備簡(jiǎn)單得多，CFW工藝的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于粉末冶金工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)B23K20/02GK103212777SQ20131010892
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者戚正風(fēng) 申請(qǐng)人:大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)圣潔真空技術(shù)開發(fā)有限公司