[发明专利]一种高品质合金工具钢板及生产方法

说明书

本发明公开了一种高品质合金工具钢板及生产方法，钢的化学成分为：C 1.00％‑1.20％，Si1.00％‑1.20％，Mn0.60％‑1.00％，Cr0.90％‑1.40％，W 1.00％‑1.60％，P<0.02％，S<0.01％。钢坯进行加热，第一阶段加热至600‑650℃，第二阶段加热至1100‑1200℃；开轧温度1050‑1100℃，终轧温度大于900℃，以不小于3℃/s的速度冷却至400℃以下；淬火温度830‑890℃，第一阶段加热温度550‑650℃；第二阶段加热温度830‑890℃；钢板淬火完成后立即进行回火，回火温度140‑200℃。钢板屈服强度850MPa以上，断后延伸率12.0％以上，钢板冲击功95J以上，可生产钢板的最大厚度达50mm。

技术领域

本发明属于金属材料生产技术领域，特别涉及到一种高品质合金工具钢板及生产方法。

背景技术

工具钢具有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性和回火稳定性等性能，被广泛的用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具，且年需求量较大。但是随着国内高端装备和制造业的发展，现有的常规品种往往无法满足对钢种性能逐渐苛刻的要求，因此亟需开发高品质合金工具钢来满足使用要求，高品质合金工具钢碳含量一般大于0.5％，Si、Cr等合金元素的含量较高，且对其质量的要求也很高，因此具有很大的生产难度。

目前，在生产高品质合金工具钢板方面主要存在以下不足，1)生产工艺复杂，如名为“一种合金工具钢及其生产方法”的专利，申请号：201510687941.1，该专利公开了一种合金工具钢板及其生产方法，化学成分为：C 0.5％，Si 0.2％，Mn 0.5％，Cr 5.0％，Mo2.3％，V 0.5％，S≤0.003％，P≤0.02％。与现有工具钢相比，有较高的硬度，优良的韧性、延展性、耐磨性。但其生产工艺包括：真空感应炉熔炼-浇注电极棒-电渣重熔-锻压-热处理等工序，工艺过程复杂。2)钢板的性能差，如名为“高品质薄规格热轧合金工具钢及其CSP生产工艺”的专利，申请号：201610827777.4，该专利公开了一种高品质薄规格热轧合金工具钢及其CSP生产工艺，化学成分为：C 0.85～0.95％，Si 1.25～1.45％，Mn 0.4～0.55％，Cr1.05～1.15％，Als 0.015～0.035％，P 0～0.015％，S 0～0.005％，N 0～0.006％。其钢板的屈服强度780MPa以上，抗拉强度1200MPa以上，但是其延伸率最大仅约为8.0％，影响最终产品的使用。3)成品钢板厚度小，如2)中所述专利，按照其公开的工艺，生产钢板的最大厚度仅约为2mm，不能满足高品质合金工具钢的需求。名为“高碳工具钢热轧薄钢板的生产方法”的专利，申请号：201610583801.4，按照其公开的工艺，生产的钢板最大厚度也仅约为3mm，同样不能满足高品质合金工具钢板的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高品质合金工具钢板及生产方法，通过合理设计合金工具钢的化学成分，并设计与之相匹配的生产工艺，提高钢板的性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明的一种高品质合金工具钢板的化学成分，按照重量百分比为：C:1.00％-1.20％，Si:1.00％-1.20％，Mn:0.60％-1.00％，Cr:0.90％-1.40％，W:1.00％-1.60％，P<0.02％，S<0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。

进一步的，所述钢板厚度为10～50mm。

下面对本发明各化学成分的作用做详细介绍。

C：在工具钢中，碳是不可缺少的元素，并且含量较高。一方面碳在钢中是有效的固溶强化元素，另一方面可以形成各种碳化物，在工具钢中，要保证充足的碳化物含量用以保证其强度及耐磨性。但碳含量过高时会使钢的韧性降低，尤其在形成粗大共晶碳化物时，对韧性的影响更严重。本发明选择加入范围为1.00％-1.20％。