CN103572168A - 一种锯条用工具钢材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锯条用工具钢材料及制备方法，其配料组成按重量百分比为，1.8-2.0％的碳、0.35-0.5％的硅、4.2-4.3％的铬、8.2-8.3％的钨、4.2-4.5％的钒、3.5-3.8％的钼、0.2-0.3％的钴、1.3-1.4％的锰、0.12-0.15％的钛、0.8-1.0％的铜和铝、0.5-0.6％的硼、0.003-0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁。通过本发明的技术方案，保证了有利于提高强度并具有一定韧性的钒、钴、钼元素及提高韧性的铜和铝进行更好的同钨、铬、钛元素的结合而减少析出。
Description
技术领域
本发明属于合金领域，指一种工具钢，特别是指一种锯条用工具钢材料及制备方法。
背景技术
锯条根据使用对象的不同，主要分为铁锯条和木锯条，为了保证锯条的工作效率，均使用工具钢来加工锯条，只是根据锯条使用环境的不同而调整工具钢的成份。
现锯条在实际使用中，因磨损到一定程度而被废弃的比例不高，最大比例的是因锯条的脆性而折断。但工具钢的目的是利用其高强度来实现其作用的，而增加合金钢的韧性就会影响合金钢的强度，近年来发现，在合金钢中加入一些特点的元素，如钨、锰等在一定比例情况下，合金钢能够在保证强度的同时提高韧性。
但在普通的合金钢熔铸工艺中，因为元素的溶解度的不同，特别是在浇铸过程中及后期，会导致对工具钢有利于强度又提高韧性的元素从组织中析出。自从粉末冶金技术被应用以来，提高工具钢中某类元素的比例成为可能，而且在工具钢的冶炼中得到应用。但是对于锯条类工具钢，因其要求使用更薄的材质，在采用粉末冶金技术生产过程中，因为温度变化相对大而出现元素析出问题，而导致锯条的内部变脆而容易折断。
发明内容
本发明的目的是，通过本技术方案，通过对工具钢材料的配比，提高工具钢的强度和韧性，减少有利元素的析出，提高工具钢的性能及使用寿命。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锯条用工具钢材料，其组成按重量百分比为，1.8-2.0％的碳、0.35-0.5％的硅、4.2-4.3％的铬、8.2-8.3％的钨、4.2-4.5％的钒、3.5-3.8％的钼、0.2-0.3％的钴、1.3-1.4％的锰、0.12-0.15％的钛、0.8-1.0％的铜和铝、0.5-0.6％的硼、0.003-0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁。
作为进一步的改进，所述锯条用工具钢材料，其组成按重量百分比为，2.0％的碳、0.45％的硅、4.2％的铬、8.2％的钨、4.25％的钒、3.6％的钼、0.22％的钴、1.32％的锰、0.12％的钛、0.8％的铜和铝、0.53％的硼、0.003％的含有铌和钇的稀土，余量为铁。
所述铜和铝的重量比为2∶1。
所述铌和钇的重量比为3∶2。
所述的钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土占重量15％的稀土铁合金方式加入。
所述制备方法是：
计算各组成的量进行配料，其组成按重量百分比为，1.8-2.0％的碳、0.35-0.5％的硅、4.2-4.3％的铬、8.2-8.3％的钨、4.2-4.5％的钒、3.5-3.8％的钼、0.2-0.3％的钴、1.3-1.4％的锰、0.12-0.15％的钛、0.8-1.0％的铜和铝、0.5-0.6％的硼、0.003-0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁，其中，钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土铁合金方式配料；
将碳、硅、铁、铬、钨铁、钒铁、钛铁、钼、钴、锰按计算好的量放入炉中加热熔化成液体后再加入铜和铝及稀土，温度在1250-1350℃保持1-2小时；
保证温度在1000-1050℃进行恒温浇铸；
降温，分阶段进行恒速降温，第一个阶段以速度为15-20℃/每秒降温到700-750℃后升温到850-900℃，然后再以15-20℃/每秒进行第二阶段降温到500-530℃，进行快速冷却到130-150℃；
正火，在850-900℃正火炉中保温2-4小时后进行淬火处理，淬火采用油作为淬火剂分两阶段进行淬火处理；第一阶段在油温为230±20℃范围内进行恒温淬火至450-480℃后在110-130℃油中进行第二阶段淬火处理至130-150℃；
回火，在180-200℃回火炉中保温3-5小时，自然冷却。
本发明的有益效果是：
通过本发明的技术方案，保证了有利于提高强度并具有一定韧性的钒、钴、钼元素及提高韧性的铜和铝进行更好的同钨、铬、钛元素的结合而减少析出，并通过稀土元素增加各元素的组合及增加合金中组织结构的均匀。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细说明本发明的具体方案，应当理解的是，以下的实施例仅能用于解释本发明而不能解释为是对本发明的限制。
实施例1
所述制备方法是：
计算各组成的量进行配料，其组成按重量百分比为，1.8％的碳、0.35％的硅、4.2％的铬、8.2％的钨、4.2％的钒、3.5％的钼、0.2％的钴、1.3％的锰、0.12％的钛、0.8％的铜和铝、0.5％的硼、0.003％的含有铌和钇的稀土，余量为铁，其中，钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土铁合金方式配料；其中铜和铝的重量比为2∶1，稀土铁合金中稀土占重量的15％，铌和钇的重量比为3∶2；
将碳、硅、铁、铬、钨铁、钒铁、钛铁、钼、钴、锰按计算好的量放入炉中加热熔化成液体后再加入铜和铝及稀土，温度在1250-1350℃保持2小时；
保证温度在1000-1050℃进行恒温浇铸；
降温，分阶段进行恒速降温，第一个阶段以速度为15-20℃/每秒降温到700-750℃后升温到850-900℃，然后再以15-20℃/每秒进行第二阶段降温到500-530℃，进行快速冷却到130-150℃；
正火，在850-900℃正火炉中保温2-4小时后进行淬火处理，淬火采用油作为淬火剂分两阶段进行淬火处理；第一阶段在油温为230±20℃范围内进行恒温淬火至450-480℃后在110-130℃油中进行第二阶段淬火处理至130-150℃；
回火，在180-200℃回火炉中保温3小时，自然冷却。
实施例2
所述制备方法是：
计算各组成的量进行配料，其组成按重量百分比为，2.0％的碳、0.5％的硅、4.3％的铬、8.3％的钨、4.5％的钒、3.8％的钼、0.3％的钴、1.4％的锰、0.15％的钛、1.0％的铜和铝、0.6％的硼、0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁，其中，钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土铁合金方式配料；
将碳、硅、铁、铬、钨铁、钒铁、钛铁、钼、钴、锰按计算好的量放入炉中加热熔化成液体后再加入铜和铝及稀土，温度在1250-1350℃保持2小时；
保证温度在1000-1050℃进行恒温浇铸；
降温，分阶段进行恒速降温，第一个阶段以速度为15-20℃/每秒降温到700-750℃后升温到850-900℃，然后再以15-20℃/每秒进行第二阶段降温到500-530℃，进行快速冷却到130-150℃；
正火，在850-900℃正火炉中保温3小时后进行淬火处理，淬火采用油作为淬火剂分两阶段进行淬火处理；第一阶段在油温为230±20℃范围内进行恒温淬火至450-480℃后在110-130℃油中进行第二阶段淬火处理至130-150℃；
回火，在180-200℃回火炉中保温3小时，自然冷却。
实施例3
计算各组成的量进行配料，其组成按重量百分比为，2.0％的碳、0.45％的硅、4.2％的铬、8.2％的钨、4.25％的钒、3.6％的钼、0.22％的钴、1.32％的锰、0.12％的钛、0.8％的铜和铝、0.53％的硼、0.003％的含有铌和钇的稀土，余量为铁，其中，钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土铁合金方式配料；
将碳、硅、铁、铬、钨铁、钒铁、钛铁、钼、钴、锰按计算好的量放入炉中加热熔化成液体后再加入铜和铝及稀土，温度在1250-1350℃保持2小时；
保证温度在1000-1050℃进行恒温浇铸；
降温，分阶段进行恒速降温，第一个阶段以速度为15-20℃/每秒降温到700-750℃后升温到850-900℃，然后再以15-20℃/每秒进行第二阶段降温到500-530℃，进行快速冷却到130-150℃；
正火，在850-900℃正火炉中保温3小时后进行淬火处理，淬火采用油作为淬火剂分两阶段进行淬火处理；第一阶段在油温为230±20℃范围内进行恒温淬火至450-480℃后在110-130℃油中进行第二阶段淬火处理至130-150℃；
回火，在180-200℃回火炉中保温3小时，自然冷却。
Claims (8)
1.一种锯条用工具钢材料，其特征在于：其组成按重量百分比为，1.8-2.0％的碳、0.35-0.5％的硅、4.2-4.3％的铬、8.2-8.3％的钨、4.2-4.5％的钒、3.5-3.8％的钼、0.2-0.3％的钴、1.3-1.4％的锰、0.12-0.15％的钛、0.8-1.0％的铜和铝、0.5-0.6％的硼、0.003-0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的锯条用工具钢材料，其特征在于：所述锯条用工具钢材料，其组成按重量百分比为，2.0％的碳、0.45％的硅、4.2％的铬、8.2％的钨、4.25％的钒、3.6％的钼、0.22％的钴、1.32％的锰、0.12％的钛、0.8％的铜和铝、0.53％的硼、0.003％的含有铌和钇的稀土，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的锯条用工具钢材料，其特征在于：所述铜和铝的重量比为2∶1。
4.根据权利要求1所述的锯条用工具钢材料，其特征在于：所述铌和钇的重量比为3∶2。
5.根据权利要求1或2所述的锯条用工具钢材料，其特征在于：所述的钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土占重量15％的稀土铁合金方式加入。
6.一种锯条用工具钢材料制备方法，其特征在于：计算各组成的量进行配料，其组成按重量百分比为，1.8-2.0％的碳、0.35-0.5％的硅、4.2-4.3％的铬、8.2-8.3％的钨、4.2-4.5％的钒、3.5-3.8％的钼、0.2-0.3％的钴、1.3-1.4％的锰、0.12-0.15％的钛、0.8-1.0％的铜和铝、0.5-0.6％的硼、0.003-0.004％的含有铌和钇的稀土，余量为铁，其中，钨、钒、钛、稀土分别是以钨铁、钒铁、钛铁和稀土铁合金方式配料；
将碳、硅、铁、铬、钨铁、钒铁、钛铁、钼、钴、锰按计算好的量放入炉中加热熔化成液体后再加入铜和铝及稀土，温度在1250-1350℃保持1-2小时；
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回火，在180-200℃回火炉中保温3-5小时，自然冷却。
7.根据权利要求6所述的锯条用工具钢材料制备方法，其特征在于：所述铜和铝的重量比为2∶1。
8.根据权利要求6所述的锯条用工具钢材料制备方法，其特征在于：所述铌和钇的重量比为3∶2。
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