[发明专利]一种低缺陷高性能高速钢线材的制备方法

说明书

本发明涉及一种低缺陷高性能高速钢线材的制备方法，可消除高速钢线材组织缺陷，提升线材组织质量和性能。本发明的主要特点是将高速钢加热到840～900℃充分奥氏体化后，以不低于2℃/min的冷却速度，快速降温至730～780℃范围内保温30min‑6h，而后炉冷至500℃左右出炉。采用本方法生产出的高速钢线材，具有组织缺陷极少、组织质量高等优点，具有良好的综合力学性能。

技术领域

本发明涉及一种低缺陷高性能高速钢线材的制备方法，具体涉及一种消除高速钢线材组织缺陷、提高其组织质量和综合性能的方法。

背景技术

高速钢因具有高硬度、高耐磨性、良好的红硬性等优点，广泛应用于制造各种铣刀、刨齿刀、车刀、麻花钻、双金属锯条等高效精密加工工具，是现代高端装备制造业的重要基础材料。

高速钢工具采用高速钢棒线材制造，其制备流程为：冶炼→精炼→浇铸→电渣重熔→锻造→轧制→冷拔/冷轧→棒/线材。由于高速钢的成分及组织特点，高速钢线材在加工过程中极易产生碳化物析出颗粒粗大、粘连、断裂、组织粗化等组织缺陷，致使高速钢线材加工性能及使用性能恶化。

为改善高速钢线材性能，现有的工艺方法包括：通过新型特种精炼工艺，提高钢水纯净度；减少钢中S、P及其他有害元素含量；通过微合金化处理、形变热处理工艺优化等，控制钢中一次碳化物分布及尺寸；采用完全退火(重结晶退火)或中间退火(再结晶退火)，通过晶格重组或原子迁移，消除加工缺陷。

上述工艺方法虽然不同程度上改善了高速钢组织质量及性能，满足了普通工具的常规质量要求，但由于上述组织缺陷的存在，无法满足高品质工具所需高性能线材的性能要求，特别是在高形变量条件下或对使用加工性能要求苛刻的场合。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供了一种低缺陷高性能高速钢线材的制备方法，可消除加工过程产生的组织缺陷，解决了传统工艺方法生产的高速钢线材加工使用性能不足的问题。

技术方案：本发明采用的一种低缺陷高性能高速钢线材的制备方法，具体工艺包括如下步骤：

1)奥氏体化加热：将高速钢线材在奥氏体化温度以上加热保温，充分奥氏体化；

2)快速冷却：使高速钢线材快速降温至设定温度区间；

3)等温退火：在设定温度区间等温退火，使组织充分均匀化；

4)炉冷至450-550℃，空冷。

其中，

步骤1)中奥氏体化温度为840～900℃，保温时间30min-4h。

步骤2)中所述的快速冷却，冷却速度不低于2℃/min。

步骤2)中所述设定温度区间为730～780℃；

步骤3)中所述等温退火，时间为30min-6h；

步骤3)中等温温度区间及等温时间，与步骤1)中奥氏体化温度、步骤2)中冷却速度具有对应关系，即提高奥氏体化温度或加快冷却速度时，需降低等温温度、延长等温时间。

本发明通过控制奥氏体化加热温度，避免奥氏体化加热温度过高引起的组织粗化以及杆状碳化物析出问题；通过控制冷却速度，消除冷却工艺不当产生的组织缺陷；根据奥氏体化温度及冷却速度，选择特定的等温温度及时间，进一步控制等温过程中组织缺陷的产生。与现有工艺方案及产品相比，采用上述方法生产出的高速钢线材组织缺陷少、组织质量高，具有良好的加工及使用性能，满足了高效精密加工工具的质量要求。

具体实施方式

本发明主要体现在：控制高速钢线材关键工艺节点，调控奥氏体化加热温度、冷却速度、等温温度及时间等参数，使其达到最优配合，消除组织缺陷，提升高速钢线材的综合性能。