本發明屬于合金鋼材技術領域，涉及一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板及其制造方法。

　　背景技術：

　　刀具用鋼制成刀具經熱處理后具有足夠高的硬度，如用于金屬切削加工的工具一般在hrc60以上。刀具在高的切削速度和加工硬材料所產生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能，同時刀具用鋼具有一定的強度和韌性，使刀具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震動和彎曲等復雜的應力，以保證刀具的正常使用。

　　技術實現要素：

　　刀具用鋼c60要獲得優良的耐磨性能，必須要求c合理達到0.60％，同時加入9ppm的b合理，以提高鋼的淬透性，同時減少鋼水在凝固過程的偏析和夾雜物。鑒于此，本發明的目的在于提供一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板及其制造方法。

　　本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，按重量百分比計，由以下成分組成：c0.59-0.64％，mn0.65-0.85％，si0.15-0.30％，al0.010-0.050％，cr≤0.30％，ti0.015-0.035％，p≤0.012％，s≤0.0050％，n≤0.0050％，b0.0008-0.0015％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，屈服強度≥400mpa，抗拉強度≥600mpa，拉長率≥12％。

　　一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，刀具用鋼c60具體方案如下：

　　精煉處理后進行鈣質化，增加軟吹時間10分鐘，嚴格控制鋼水中夾雜物，要求a、b、c、d類夾雜物≤2.0級；連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，控制二冷段水量、冷卻模式，過熱度目標≤30℃；連鑄二冷水調整；全過程采用保護澆注；加熱制度：確保板坯出爐溫度≥1200℃；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。

　　進一步地，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為42-184l/min。

　　進一步地，包括如下工藝步驟：鐵水預處理→轉爐冶煉→爐外精煉→連鑄→(2300熱軋)加熱→粗軋、精軋→控制冷卻→卷取。

　　進一步地，所述鐵水預處理工序中入爐s≤0.005％。

　　進一步地，所述轉爐冶煉工序中，鋼包als按0.005-0.015％控制；鋼包n≤30ppm。

　　進一步地，所述爐外精煉中控制lf增n，要求增n量≤10ppm。

　　進一步地，所述連鑄工序中，過熱度目標≤30℃；水口吸n，控制增n≤5ppm；中包按過熱度≤30℃控制。

　　本發明的有益效果：

　　本發明在成分設計上，采用高c，低磷、低硫和微合金化設計的設計，并配合純凈鋼技術和控軋控冷工藝，屈服強度≥400mpa，抗拉強度≥600mpa，拉長率≥12％。采用刀具用鋼c60生產制造工業設備刀具，可大幅度提高刀具使用壽命，減少因磨損及斷裂造成的鋼材損耗，可帶來巨大的社會及經濟效益。

　　具體實施方式

　　現有生產中主要存在如下技術問題：具有良好的耐磨性：由于刀具用鋼在使用過程中，刀具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，保證刀具正常使用，不發生斷裂及變形。

　　刀具用鋼c60的合金設計：在刀具用鋼c60的化學成分設計上應以高碳，低磷、低硫和微合金化為主要設計，配合純凈鋼技術和控軋控冷工藝；在生產上控制重點一是盡量降低鋼中的有害元素硫、磷和氣體含量，二是連鑄過程中合理安排冷卻工藝，二冷冷卻水的均勻性，合理控制二冷段水量、冷卻模式，保證鑄坯表面及邊部質量，同時使組織均勻細化、致密。

　　本發明：合金成分核心要求c0.59-0.64％，mn0.65-0.85％，si0.15-0.30％，al0.010-0.050％，cr≤0.30％，ti0.015-0.035％，p≤0.012％，s≤0.0050％，n≤0.0050％，b0.0008-0.0015％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　其中以高c，低磷、低硫和微合金化為主要設計思想，c：碳是穩定奧氏體元素，隨著碳含量的增加，可以提高鋼材的硬度及切削性能，從而保證在熱處理后刀具用鋼的紅硬性。mn：刀具用鋼中加入適量的錳可提高鋼的淬透性，同時錳與硫結合，形成mns降低鋼的脆性轉變溫度。b：硼在鋼中的作用主要是提高鋼的淬透性，其次可提高耐熱鋼的高溫強度，蠕變強度，改善高速鋼的紅硬性和刀具的切削能力。

　　采用高c，低磷、低硫和微合金化設計可以提高鋼的硬度及切削性能，并提高鋼的高溫強度。低o低s控制，可以減少鋼中的夾雜物，提高韌性。

　　刀具用鋼c60具體方案如下：

　　精煉處理后進行鈣質化，增加軟吹時間10分鐘，嚴格控制鋼水中夾雜物，要求a、b、c、d類夾雜物≤2.0級；連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，控制二冷段水量、冷卻模式，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為42-184l/min。

　　過熱度目標≤30℃；連鑄二冷水調整；全過程采用保護澆注；加熱制度：確保板坯出爐溫度≥1200℃；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。

　　實施例1：

　　一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，按重量百分比計，由以下成分組成：c0.625％，mn0.68％，si0.191％，al0.01％，cr0.055％，ti0.025％，p0.008％，s0.003％，n0.0035％，b0.009％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　制備方法如下：

　　一、煉鋼

　　1、原料工序

　　預處理入爐s＝0.003％，扒凈渣；采用精料廢鋼。

　　2、鋼包工序

　　要求紅罐受鋼；確保鋼包透氣性、自澆性；鋼包清潔無殘鋼、殘渣；鋼包使用要考慮喂鈣。

　　3、轉爐工序

　　轉爐拉碳一次命中、避免點吹；出鋼采用低碳低磷錳鐵、硅鐵、鉬鐵、高鉻合金化；出鋼前鋼包氬氣吹掃，控制出鋼口、避免散流，鋼包als為0.009；要求鋼包n＝20ppm，擋渣出鋼，嚴格控制進入鋼包中的渣量。

　　4、精煉工序

　　要求lf處理過程保持微正壓，嚴格控制lf增n，要求增n量＝5ppm；lf采用活性石灰、螢石造流動性好的還原渣，嚴格控制吹氬強度，盡量避免鋼液裸露；rh處理后進行鈣質處理，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為184l/min。嚴格控制鋼水中夾雜物；精煉前后取氣體樣做n、o含量分析。

　　5、連鑄工序

　　連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，合理控制二冷段水量、冷卻模式，保證鑄坯表面及邊部質量；過熱度盡量低為25℃；連鑄二冷水調整，保證鑄坯斷面的坯溫均勻性；全過程采用保護澆注，取氣體樣分析n、o。開澆前采用氬氣吹掃中包，澆注過程做到無鋼液裸露，嚴格控制水口吸n，控制增n＝3ppm；澆鋼過程投入軟壓下功能；澆鋼過程保持恒拉速；中包按過熱度＝18℃控制。

　　二、熱軋

　　1、板坯和加熱區域

　　板坯出爐溫度為1350℃。控制加熱爐爐膛氣氛，減少鑄坯氧化鐵皮的生成，保證加熱溫度均勻。

　　2、荒軋、精軋、卷取區域

　　做好精軋模型的負荷分配，保證軋制穩定性；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。冷卻模式前段連續冷卻方式。保證終軋、卷取溫度的精確控制。得到的卷板屈服強度為583.4mpa，抗拉強度為701.6mpa，拉長率為18.3％。

　　實施例2

　　一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，按重量百分比計，由以下成分組成：c0.64％，mn0.85％，si0.30％，al0.05％，cr0.030％，ti0.035％，p0.012％，s0.0050％，n0.0050％，b0.0015％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　制備方法如下：

　　一、煉鋼

　　1、原料工序

　　預處理入爐s＝0.005％，扒凈渣；采用精料廢鋼。

　　2、鋼包工序

　　要求紅罐受鋼；確保鋼包透氣性、自澆性；鋼包清潔無殘鋼、殘渣；鋼包使用要考慮喂鈣。

　　3、轉爐工序

　　轉爐拉碳一次命中、避免點吹；出鋼采用低碳低磷錳鐵、硅鐵、鉬鐵、高鉻合金化；出鋼前鋼包氬氣吹掃，控制出鋼口、避免散流，鋼包als為0.015；要求鋼包n＝20ppm，擋渣出鋼，嚴格控制進入鋼包中的渣量。

　　4、精煉工序

　　要求lf處理過程保持微正壓，嚴格控制lf增n，要求增n量＝10ppm；lf采用活性石灰、螢石造流動性好的還原渣，嚴格控制吹氬強度，盡量避免鋼液裸露；rh處理后進行鈣質處理，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為42l/min。嚴格控制鋼水中夾雜物；精煉前后取氣體樣做n、o含量分析。

　　5、連鑄工序

　　連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，合理控制二冷段水量、冷卻模式，保證鑄坯表面及邊部質量；過熱度盡量低，目標＝30℃；連鑄二冷水調整，保證鑄坯斷面的坯溫均勻性；全過程采用保護澆注，取氣體樣分析n、o。開澆前采用氬氣吹掃中包，澆注過程做到無鋼液裸露，嚴格控制水口吸n，控制增n＝5ppm；澆鋼過程投入軟壓下功能；澆鋼過程保持恒拉速；中包按過熱度＝18℃控制。

　　二、熱軋

　　1、板坯和加熱區域

　　板坯出爐溫度為1300℃。控制加熱爐爐膛氣氛，減少鑄坯氧化鐵皮的生成，保證加熱溫度均勻。

　　2、荒軋、精軋、卷取區域

　　做好精軋模型的負荷分配，保證軋制穩定性；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。冷卻模式前段連續冷卻方式。保證終軋、卷取溫度的精確控制。

　　實施例3

　　一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，按重量百分比計，由以下成分組成：c0.59％，mn0.65％，si0.15％，al0.050％，cr0.30％，ti0.015％，p0.012％，s0.002％，n0.00030％，b0.008％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　制備方法如下：

　　一、煉鋼

　　1、原料工序

　　預處理入爐s＝0.003％，扒凈渣；采用精料廢鋼。

　　2、鋼包工序

　　要求紅罐受鋼；確保鋼包透氣性、自澆性；鋼包清潔無殘鋼、殘渣；鋼包使用要考慮喂鈣。

　　3、轉爐工序

　　轉爐拉碳一次命中、避免點吹；出鋼采用低碳低磷錳鐵、硅鐵、鉬鐵、高鉻合金化；出鋼前鋼包氬氣吹掃，控制出鋼口、避免散流，鋼包als為0.012；要求鋼包n＝22ppm，擋渣出鋼，嚴格控制進入鋼包中的渣量。

　　4、精煉工序

　　要求lf處理過程保持微正壓，嚴格控制lf增n，要求增n量＝5ppm；lf采用活性石灰、螢石造流動性好的還原渣，嚴格控制吹氬強度，盡量避免鋼液裸露；rh處理后進行鈣質處理，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為100l/min。嚴格控制鋼水中夾雜物；精煉前后取氣體樣做n、o含量分析。

　　5、連鑄工序

　　連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，合理控制二冷段水量、冷卻模式，保證鑄坯表面及邊部質量；過熱度盡量低，目標28℃；連鑄二冷水調整，保證鑄坯斷面的坯溫均勻性；全過程采用保護澆注，取氣體樣分析n、o。開澆前采用氬氣吹掃中包，澆注過程做到無鋼液裸露，嚴格控制水口吸n，控制增n＝3ppm；澆鋼過程投入軟壓下功能；澆鋼過程保持恒拉速；中包按過熱度＝15℃控制。

　　二、熱軋

　　1、板坯和加熱區域

　　板坯出爐溫度為1300℃。控制加熱爐爐膛氣氛，減少鑄坯氧化鐵皮的生成，保證加熱溫度均勻。

　　2、荒軋、精軋、卷取區域

　　做好精軋模型的負荷分配，保證軋制穩定性；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。冷卻模式前段連續冷卻方式。保證終軋、卷取溫度的精確控制。

　　為保證刀具用鋼在使用過程中的硬度值及強度性能要求，進行了性能檢驗。

　　檢驗結果見表：

　　通過本工藝生產的刀具用鋼c60，各項力學性能滿足指標達到要求，且紅硬性及切削性能優良。產品應用廣泛，具有很好的經濟效益。

　　以上公開的本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。

　　技術特征：

　　1.一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，其特征在于，按重量百分比計，由以下成分組成：c0.59-0.64％，mn0.65-0.85％，si0.15-0.30％，al0.010-0.050％，cr≤0.30％，ti0.015-0.035％，p≤0.012％，s≤0.0050％，n≤0.0050％，b0.0008-0.0015％，余量為fe及不可避免夾雜物。

　　2.根據權利要求1所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板，其特征在于，所述卷板屈服強度≥400mpa，抗拉強度≥600mpa，拉長率≥12％。

　　3.一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，刀具用鋼c60具體方案如下：

　　精煉處理后進行鈣質化，增加軟吹時間，嚴格控制鋼水中夾雜物，要求a、b、c、d類夾雜物≤2.0級；連鑄過程保證二冷冷卻水的均勻性，控制二冷段水量、冷卻模式，過熱度目標≤30℃；連鑄二冷水調整；全過程采用保護澆注；加熱制度：確保板坯出爐溫度≥1200℃；精軋出口溫度目標890℃；卷取溫度目標660℃。

　　4.根據權利要求3所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，增加軟吹時間10分鐘，采用弱冷模式，二冷段水量為42-184l/min。

　　5.根據權利要求3所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：鐵水預處理→轉爐冶煉→爐外精煉→連鑄→(2300熱軋)加熱→粗軋、精軋→控制冷卻→卷取。

　　6.根據權利要求4所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，所述鐵水預處理工序中入爐s≤0.005％。

　　7.根據權利要求4所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，所述轉爐冶煉工序中，鋼包als按0.005-0.015％控制；鋼包n≤30ppm。

　　8.根據權利要求4所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，所述爐外精煉中控制lf增n，要求增n量≤10ppm。

　　9.根據權利要求4所述的一種高c刀具用鋼c60熱軋卷板的制備方法，其特征在于，所述連鑄工序中，過熱度目標≤30℃；水口吸n，控制增n≤5ppm；中包按過熱度≤30℃控制。

　　技術總結

　　本發明屬于合金鋼材技術領域，涉及一種高C刀具用鋼C60熱軋卷板及其制造方法。按重量百分比計，由以下成分組成：C 0.59?0.64％，Mn 0.65?0.85％，Si 0.15?0.30％，Al 0.010?0.050％，Cr≤0.30％，Ti 0.015?0.035％，P≤0.012％，S≤0.0050％，N≤0.0050％，B 0.0008?0.0015％，余量為Fe及不可避免夾雜物。通過本工藝生產的刀具用鋼C60，各項力學性能滿足指標達到要求，且紅硬性及切削性能優良。產品應用廣泛，具有很好的經濟效益。

　　技術研發人員：文小明;韓宇;吳剛;徐勇;蘇崇濤;胡維鑄;張海賓;許學利;張楠

　　受保護的技術使用者：本鋼板材股份有限公司

　　技術研發日：2020.02.17

　　技術公布日：2020.05.22