[发明专利]高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢及其生产方法

权利要求书

1.一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢，其特征在于，钢板的化学成分按重量百分比计为：C 0.40％～0.6％，Si≤0.1％，Mn 0.4％～1.5％,Al≤0.06％，Ca0.0005％～0.05％，RE 0.01％～0.5％，Cu 0.2％～1.0％，Mg≤0.05％，Ca/S≥0.3，Ca/Mg≥1，Ca/RE≥0.02，P≤0.020％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢，其特征在于，所述钢板的组织为球化率100％的索氏体组织，抗拉强度550MPa～650MPa，屈强比≤50％，180°弯曲不开裂。

3.根据权利要求1所述的一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢，其特征在于，所述钢板表面下弥散分布有直径不超过20nm的RECuC硬化粒子层,该硬化粒子层深度不小于钢板厚度的10％，晶界氧化层和脱碳层深度均为0mm，退火后表面硬度45HRC以上，磨损率不超过40mg/km。

4.如权利要求1～3任意一种所述高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢的生产方法，其特征在于，工具钢的生产过程包括冶炼-连铸-铸坯处理-轧制-冷却工艺，其中：

1)冶炼工艺；

采用Al脱氧剂脱氧，精炼时钢中氧含量≤0.0020％后加Ca处理,Ca处理至少5分钟后再沿中包壁加其他合金，先加RE-Mg合金，最后加Cu合金；

2)连铸工艺；

中包吹氩5～8分钟，控制浇注过热度≤25℃；连铸采用压下工艺和结晶器电磁搅拌，搅拌线圈采用纯碳材料，电磁搅拌1分钟～3分钟，电流强度1000A以上；连铸过程铸坯冷到900℃～1000℃时压下，压下量为10mm～30mm；连铸拉速1.0m/min～1.4m/min；

3)铸坯处理工艺；

铸坯下线缓冷72小时以上，轧制前采用步进式加热炉加热，步进式加热炉采用还原性气氛，预热段温度在500℃以上，加热段的加热温度为1200℃～1350℃，铸坯在炉总时间为2小时～4小时；

4)轧制工艺；

所述轧制工艺包括粗轧、精轧和第三次轧制三个过程：

a)粗轧首道次压下率≥50％；

b)精轧采用不少于6道次的连轧方式，总压下率≥80％，首道次压下率≥30％，轧制速度≥25m/s,开轧温度为1100℃～1150℃，结束温度900℃～950℃；

c)精轧后钢板进入层流冷却，急冷，冷速≥25℃/s，冷到500℃～680℃入两立辊四水平辊轧机连续两道次轧制，上下压下率10％～20％，侧压压下率5％～20％；

5)冷却工艺；

第三次轧制后，钢板直接进感应退火机组退火,冷却速度20℃/h～50℃/h，冷到200℃以下空冷。

5.根据权利要求4所述的一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢的生产方法，其特征在于，所述冶炼工艺包括转炉冶炼和电炉精炼过程。

6.根据权利要求4所述的一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢的生产方法，其特征在于，所述铸坯的厚度为170～250mm，铸坯入步进式加热炉的加热段前，预热段温度在500℃以上。

7.根据权利要求4所述的一种高表面硬度折弯性能优异的中碳球化索氏体工具钢的生产方法，其特征在于，粗轧、精轧、第三次轧制前均采用高压水除鳞，高压水压力不小于30MPa。