刃具用薄规格热轧钢带及其制造方法.pdf

本发明公开了一种刃具用薄规格热轧钢带，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.85～1.00％，Si：1.00～1.60％，Mn：0.20～0.70％，P≤0.015％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：0.90～1.30％，Als：0.020～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品厚度为1.2～3.2mm，产品硬度≤201HV，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小于1.5％，产品的不平度小于16mm/m。本发明产品厚度薄，硬度低，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小，产品的不平度小，具有良好的冷加工性能，表面质量良好，可替代目前的冷轧产品。

权利要求书
1.  一种刃具用薄规格热轧钢带，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.85～1.00％，Si：1.00～1.60％，Mn：0.20～0.70％，P≤0.015％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：0.90～1.30％，Als：0.020～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品厚度为1.2～3.2mm，产品硬度≤201HV，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小于1.5％，产品的不平度小于16mm/m。

2.  根据权利要求1所述的刃具用薄规格热轧钢带，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.50％，Mn：0.45～0.58％，P≤0.013％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：0.90～1.28％，Als：0.020～0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.  根据权利要求1所述的刃具用薄规格热轧钢带，其特征在于：钢中化学成分及质量百分比为：C：0.94％，Si：1.50％，Mn：0.50％，P≤0.013％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：1.28％，Als：0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。

4.  一种权利要求1所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)冶炼、精炼、真空处理和连铸：连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～35℃，连铸坯厚度控制为50～70mm；
2)加热：加热步骤2)所得的铸坯，铸坯入炉温度控制为950～1100℃，出炉温度控制为1200℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为30～120min，加热所用燃料的空燃比控制为1.00～1.25；
3)控轧：对步骤3)中所得的铸坯进行粗轧和精轧，精轧的第一道次和第二道次的压下率均控制在35～60％，精轧末道次压下率≤15％，终轧温度控制为900～960℃；
4)控冷：对步骤4)中所得的钢板进行控冷处理，采用层流冷却，冷却终止温度控制为610～650℃，冷却速率≥30℃/s；
5)卷取：对步骤4)中所得的钢板进行卷取处理，卷取温度控制 为620℃～680℃；
6)缓冷：对步骤5)中所得的钢卷进行缓冷处理，缓冷时间控制为48～72h；
7)退火：对步骤6)中所得的钢卷进行恒温退火处理，退火温度控制为660～850℃，退火时间控制为6～20h；
8)平整：对步骤6)中所得的钢卷进行平整处理，即得到刃具用薄规格热轧钢带。

5.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，钢水的过热度控制为15～25℃，连铸坯厚度控制为52～60mm。

6.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，铸坯在炉时间控制为30～60min。

7.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，终轧温度控制为910～930℃。

8.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，冷却速率控制为30～42℃/s。

9.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，卷取温度控制为630～670℃。

10.  根据权利要求4所述的刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，其特征在于：所述步骤7)中，退火温度控制为670～710℃，退火时间控制为12～16h。

说明书刃具用薄规格热轧钢带及其制造方法
技术领域
本发明涉及热轧带钢应用领域，具体地指一种刃具用薄规格热轧钢带及其制造方法。
背景技术
刃具用钢广泛应用于金属、石材和木材的切削刃具加工，刃具工作环境和加工工艺要求切削刃具用钢具有较高的硬度、较好的耐磨性以及较高的回火抗力，同时对原料加工性能和平面度的要求也较高。目前刃具用钢一般采用冷轧+退火钢带为原料，但是采用冷轧退火原料的成本较高，所以目前也考虑采用热轧原料来制作切削刃具。
然而，切削刃具用钢成分设计中一般采用0.80以上的C，并添加较高的合金元素Cr、Mn、V、Si等，其制作过程中变形抗力较大，采用传统热连轧流程难以直接生产厚度3.0mm以下的薄规格产品。另外，直接采用热轧材进行加工时，由于热轧材本身的硬度高，因此在后续加工过程中容易出现冲裁开裂等问题。
近年来，薄板坯连铸连轧技术得到了快速发展，在此基础上也生产了碳含量较高和厚度较薄的产品。
授权公告号为CN101773930B的中国发明专利公开了一种生产65Mn热轧钢板的方法，精炼过程进行合金化处理后的钢水的化学成分为：C：0.62～0.70％、Si：0.17～0.37％、Mn：0.90～1.20％、P≤0.035％，S≤0.035％、Cr≤0.25％、Ni≤0.25％，其余为Fe和不可避免的杂质；授权公告号为CN101792883B的中国发明专利公开了一种生产8CrV2热轧钢板的方法，钢水的化学成分为：C：0.70～0.80％，Si：0.20～0.45％，Mn：0.60～0.90％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr：0.30～0.60％，V：0.02～0.08％。授权公告号为CN101745536B的中国发明专利公开了一种生产SKS51热轧薄钢板的方法，化学成分(按重量计，％)：C： 0.75～0.85，Si≤0.30，Mn≤0.50，P≤0.030，S≤0.030，Cr：0.20～0.50，Ni：1.3～2.0，其余为Fe和不可避免的残余杂质。授权公告号为CN101745536B的中国发明专利公开了一种生产SKS51热轧薄钢板的方法，，化学成分(按重量计，％)：C：0.75～0.85，Si≤0.30，Mn≤0.50，P≤0.030，S≤0.030，Cr：0.20～0.50，Ni：1.3～2.0，其余为Fe和不可避免的残余杂质；授权公告号为CN101745535B的中国发明专利公开了一种生产75Cr1热轧钢板的方法，钢水的化学成分为(按重量计，％)：C：0.70～0.80，Si：0.20～0.45，Mn：0.60～0.90，P≤0.025，S≤0.025，Cr：0.30～0.60，V：0.02～0.08。对于上述专利，其主要生产工艺包括过热度30～45℃，铸坯入炉温度900～1050℃，终轧温度850～950℃，卷取温度550～630℃。但上述发明针对的钢种成分：C含量基本在0.85以下，Si在0.40以下，合金含量较低，且产品的厚度一般在4.0mm以上。
因此，提供一种产品厚度薄，硬度低，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小，产品的不平度小，具有良好的冷加工性能，表面质量良好，可替代目前的冷轧产品的刃具用薄规格热轧钢带及其制造方法显得十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，提供一种刃具用薄规格热轧钢带及其制造方法。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种刃具用薄规格热轧钢带，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.85～1.00％，Si：1.00～1.60％，Mn：0.20～0.70％，P≤0.015％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：0.90～1.30％，Als：0.020～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质；产品厚度为1.2～3.2mm，产品硬度≤201HV，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小于1.5％，产品的不平度小于16mm/m。
优选地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.50％，Mn：0.45～0.58％，P≤0.013％，S≤0.010％，N≤0.008％， Cr：0.90～1.28％，Als：0.020～0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，钢中化学成分及质量百分比为：C：0.94％，Si：1.50％，Mn：0.50％，P≤0.013％，S≤0.010％，N≤0.008％，Cr：1.28％，Als：0.045％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明选择的主要化学元素及其百分含量在本发明中的作用如下：
C：碳在钢中主要起提高钢材的硬度和淬透性的作用，碳含量过低，经热处理后硬度太低，钢质太软。碳含量过高，钢材硬度太高，加工过程容易出现开裂等问题，加工性能较差。因此碳含量在0.85～1.00％，优选地，C含量选择为0.85％～0.95％。
Si：Si在钢中起提高钢材抗松弛能力和回火抗力，也起到提高钢材淬透性的作用。Si含量过低，钢材抗松弛能力太小，最低Si含量为1.00％，Si含量过高，钢材的脆性增加，且太高的Si也易导致钢中的C石墨化，因此最高Si含量为1.60％。
Mn：Mn在钢中起提高钢材的硬度和淬透性，与钢中的S结合形成MnS，提高钢材的韧性。Mn含量过低，提高钢材淬透性作用太弱，因此最低Mn含量为0.20％，Mn含量过高容易在连铸过程中造成板坯中心偏析，降低材料的使用性能，因此最高Mn含量为0.70％。
P：P为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好。根据实际控制水平，应控制在0.015％以下。
S：S为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，降低钢材的韧性，炼钢时应充分去除，应保证其值低于0.010％。
N：N为钢中的杂质元素，降低钢材的韧性，易于Al、Ti形成AlN和TiN，含量过高，易形成粗大的TiN，因此尽量降低其含量，其值应低于0.008％。
Cr：Cr可提高钢材的淬透性，有利于提高钢材的硬度和耐磨性，在钢中形成稳定碳化物，提高钢材的抗回火稳定性，本发明中最低值为0.90％，但Cr含量过高容易造成钢材硬度过高，韧性下降，因此最 高值为1.30％。
Al：Al在钢中与O结合，主要起到脱氧的作用，因此最低含量为0.020％，Al含量过高容易形成连铸生产困难，因此最高含量控制为0.050％。
本发明钢除含有上述化学成分外，其余为Fe和不可避免的杂质。
上述刃具用薄规格热轧钢带的制备方法，包括如下步骤：
1)冶炼、精炼、真空处理和连铸：连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～35℃，连铸坯厚度控制为50～70mm；
2)加热：加热步骤2)所得的铸坯，铸坯入炉温度控制为950～1100℃，出炉温度控制为1200℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为30～120min，加热所用燃料的空燃比控制为1.00～1.25；
3)控轧：对步骤3)中所得的铸坯进行粗轧和精轧，精轧的第一道次和第二道次的压下率均控制在35～60％，精轧末道次压下率≤15％，终轧温度控制为900～960℃；
4)控冷：对步骤4)中所得的钢板进行控冷处理，采用层流冷却，冷却终止温度控制为610～650℃，冷却速率≥30℃/s；
5)卷取：对步骤4)中所得的钢板进行卷取处理，卷取温度控制为620℃～680℃；
6)缓冷：对步骤5)中所得的钢卷进行缓冷处理，缓冷时间控制为48～72h；
7)退火：对步骤6)中所得的钢卷进行恒温退火处理，退火温度控制为660～850℃，退火时间控制为6～20h；
8)平整：对步骤6)中所得的钢卷进行平整处理，即得到刃具用薄规格热轧钢带。
优选地，所述步骤1)中，钢水的过热度控制为15～25℃，连铸坯厚度控制为52～60mm。
进一步地，所述步骤2)中，铸坯在炉时间控制为30～60min。
再进一步地，所述步骤3)中，终轧温度控制为910～930℃。
再进一步地，所述步骤4)中，冷却速率控制为30～42℃/s。
更进一步地，所述步骤5)中，卷取温度控制为630～670℃。
再更进一步地，所述步骤7)中，退火温度控制为670～710℃，退火时间控制为12～16h。
本发明的优点在于：
其一，本发明钢性能指标满足产品厚度为1.2～3.2mm，产品硬度≤201HV，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小于1.5％，产品的不平度小于16mm/m；
其二，本发明通过控制钢材的化学成分、控制卷取温度及退火温度、合理可行的热轧工艺及层流冷却工艺等，使得热轧达到与现有冷轧产品相当的组织性能和板形尺寸，并且可稳定生产。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
表1为实施例1～7为刃具用薄规格热轧钢带中化学成分及重量百分比，对比例1～3为对比钢中化学成分及重量百分比，其余为Fe和不可避免杂质。
表1本发明各实施例和对比例的化学成分及重量百分比(wt％)

将所述化学成分经冶炼、精炼、真空处理和连铸后得到的板坯经加热、控轧、控冷、卷取、缓冷、退火和平整后即得到刃具用薄规格热轧钢带。具体主要工艺参数如下表：
表2本发明各实施例的主要工艺参数列表(一)

表3本发明各实施例的主要工艺参数列表(二)


上述实施例及对比例的性能参数如下表所示：
表4本发明各实施例及对比例的性能结果列表

从表4可以看出：相对于对比例1～3，本发明实施例1～7产品钢力学性能好，产品厚度为1.2～3.2mm，产品硬度≤201HV，带状组织小于1.0级，双边脱碳层厚度占带钢厚度的比例小于1.5％，产品的不平度小于16mm/m，不开裂。这说明，制备工艺中，连铸浇钢时，钢水的过热度控制为15～35℃，铸坯入炉温度控制为950～1100℃，出炉温度控制为1200℃～1250℃，铸坯在炉时间控制为30～120min，加热所用燃料的空燃比控制为1.00～1.25；精轧的第一道次和第二道次的压下率均控制在35～60％，精轧末道次压下率≤15％，终轧温度控制为900～960℃；冷却终止温度控制为610～650℃，冷却速率≥30℃/s；卷取温度控制为620℃～680℃；缓冷时间控制为48～72h；退火温度控制为660～850℃，退火时间控制为6～20h时，产品钢性能好。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。