[发明专利]一种改善高碳马氏体系不锈钢碳化物的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种改善高碳马氏体系不锈钢碳化物的方法，特别是重量百分比包含0.36～1.10的碳、15.0～18.0%的铬的不锈钢。

 

背景技术

一般来讲，用于剃须刀片、刀具及模具制作的碳含量在0.36～1.10%，铬含量在15.0～18.0%的高碳马氏体系不锈钢板及异型材主要通过连铸（模注）、热加工、退火、冷加工、退火等过程生产。

在连铸或模注的凝固过程中，由于碳及铬的偏析，根据碳及铬含量的不同，在树枝晶及等轴晶之间会形成大量的液析碳化物，该碳化物与在热加工及退火过程中所析出的碳化物（尺寸3μm以下）为不同，尺寸一般为10～100μm之间，这种碳化物在后续的加工过程中难以消除，一方面会形成裂纹源及腐蚀源，影响刀具及模具的使用时间，另外也会降低钢中溶解碳及铬的含量，降低刀具及模具的硬度。

由于这种原因，专利CN102665964A中给出了薄带连铸的方法以消除高碳马氏体系不锈钢中存在的初生碳化物，但这种方法不适用于模具用钢，且需对设备进行改造，成本极高；另外，这种方法不适用于碳含量0.8%以上的高碳马氏体不锈钢。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种改善高碳马氏体系不锈钢碳化物的方法，此种方法设备投资小，工艺操作简单，应用范围广，而且能够同时满足制造刀具及模具的硬度的要求。

为了满足上述要求，本发明提供的方法包括下述依次的步骤：

Ⅰ  将重量百分比包含0.36～1.10%的碳、15.0～18.0%的铬的不锈钢连铸坯或模注钢锭放入氩气吹扫加热室的电加热炉中；

Ⅱ然后缓慢升温至1200～1300℃,升温速度不超过200℃/h， 加热过程中，保持氩气流通，根据连铸坯或钢锭的大小，保温时间为6～40小时，同时氩气保护, 使尺寸为10～100μm之间的液析碳化物在高温下溶解扩散，溶于高温奥氏体中；

Ⅲ  然后随炉冷却，在冷却过程中，碳化物从奥氏体晶界及晶内析出，尺寸为3μm以下；为防止高温加热过程中产生的氧化烧损，通以氩气作为保护气体。

本发明的有益效果

使连铸或模注过程中由于偏析产生的尺寸为10μm以上的液析碳化物，在高温下溶解扩散，最后得到尺寸为3μm以下均匀分布的碳化物，从而可以用于制作品质优异的刀具及模具。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。本领域普通技术人员没有创造性劳动前提下所获得的改善高碳马氏体系不锈钢碳化物的技术方案，都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例中的马氏体不锈钢钢锭的成分的质量百分比如下：

C：0.80%；    Cr:17%；    Si:0.4%；    Mn:0.5%；     P:0.035%；

S：0.002%；   Ni:0.3%；     Mo:0.7%；   V:0.15%；    其余为Fe与不可避免的杂质。

马氏体不锈钢钢锭是使用电炉加氩氧炉冶炼，出钢成分的质量百分比达下述要求：

C：0.80%；    Cr:17%；    Si:0.4%；      Mn:0.5%；     P:0.035%；

S：0.002%；   Ni:0.3%；     Mo:0.7%；   V:0.15%；    其余为Fe与不可避免的杂质。

模注为7.2吨扁锭，扁锭上口尺寸为500×1200mm，下口尺寸400×1100mm。

注完5小时后松锭，脱模。脱模后钢锭立即送至电加热炉，加热炉温度为800℃，装炉前先用氩气吹扫加热室；

装炉后以每小时100℃升温至1280℃，保温15小时，加热过程中，保持氩气流通，氩气流量30L/h，保温结束后随炉冷至500℃，出炉空冷。

本实施例中，碳化物从奥氏体晶界及晶内析出，尺寸小于3μm。