金刚石锯片基体钢及其制造方法 本发明属于合金钢领域。主要涉及金刚石锯片基体钢。
金刚石锯片广泛用于非金属硬质建筑材料(如石材、水泥制品)的切割加工。金刚石锯片由金刚石结块和锯片基体两部分组成。金刚石结块与基体(钢)的接合成型，通常有三种方法：烧结法、高频焊接法和激光焊接法。激光焊接法是先进的接合成型方法。
在现有技术中，金刚石锯片基体材料通常采用中碳锰钢、铬钒钢或锰钒钢，其含碳量(wt％)都在0.5％以上，这样高含碳量的合金钢，不仅塑韧性低，强韧性不能良好的匹配，而且可焊性差，不宜用于较先进的激光焊接法(《人造金刚石合成与金刚石制造》中南工业大学出版社，1997年，P168；《机械工程》1997，No8，P10)。
本发明的目的在于提供一种主要适合于激光焊接法的，且综合性能优异的金刚石锯片基体钢及其制造方法。
根据上述目的，本发明金刚石锯片基体钢的化学成分(wt％)为：C 0.2-0.3％，Cr 1.0-1.5％，Mo 0.2-0.5％，Mn 0.65-1.3％，Si 0.15-0.30％。
本发明首先采用低的含碳量，使之在金刚石锯片生产中，更宜于采用较先进的激光焊接法进行金刚石结块与基体的接合成型。激光焊接法虽是瞬时加热，但在焊接接头和焊缝热影响区的强韧性变化、应变时效敏感性、裂纹扩展敏感性等，都会因碳含量的提高恶化。为此，采用激光焊接法，其金刚石锯片基体的碳含量应尽可能低些。但碳含量过低，又影响基体钢的强度和硬度。所以本发明基体钢的碳含量控制在0.2-0.3％。
金刚石锯片在加工切割非金属硬质矿物以及水泥制品材料过程中，承受高压强、高温效应和强烈摆动扭曲，因此，要求基体钢应具有较好的强度、硬度及韧性的配合，以及良好的热稳定性。Cr、Mn是提高调质钢强度的有效合金元素，但使钢的回火脆性倾向增大，为此在本发明基体钢中加入少量Mo，不仅可提高钢的热强性和回火稳定性，并可降低回火脆性倾向性，故本发明基体钢加入适量Cr、Mn、Mo元素。
本发明金刚石锯片基体钢的制造方法包括钢种冶炼、浇铸成坯、铸坯轧制、板材轧后热处理和冷加工。
现分述如下：
钢种冶炼：本发明所述的基体钢可在转炉中冶炼，采用常规冶炼即可。
浇铸成坯：钢冶炼后，其浇铸可采用模铸或板坯连铸。
轧制：模铸坯经开坯成板坯后，再进行板材轧制，连铸板坯则可直接进行板材轧制。
轧后热处理：本发明基体钢的板材热处理包括退火处理、淬火处理和回火处理。
退火处理在板材轧制后进行，退火温度为600-800℃，退火保温时间2-5小时，保温后，进行炉冷；
板材经退火处理后，按金刚石锯片直径大小冲切成锯片基体，然后对锯片基体进行淬火和回火处理：
淬火处理温度为820-920℃，淬火保温时间0.3-3小时，保温后进行油淬；
淬火后进行回火处理，回火温度为350-500℃，回火保温时间为2-5小时。
经回火后，即获得本发明所述金刚石锯片基体。
根据本发明所述基体钢的化学成分及制造方法所生产的金刚石锯片基体钢具有优异地力学性能：
σb≥1100MPa
σ0.2≥920MPa
Ak≥75J
HRC≥39
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)由于含碳量较低，可焊性较好，特别适用于激光焊接。
(2)综合性能好，除了具有适宜的硬度外，还具有较高的强韧性和热稳定性。
(3)由于综合性能好，故本基体钢具有良好的使用性能，使用寿命长。
实施例
根据本发明所述的化学成分和制造方法，冶炼了三批本发明金刚石锯片基体钢，三炉钢的具体化学成分如表1所述。冶炼后浇铸成铸坯，铸坯经热轧后再冷轧成2、2.5和3mm厚的薄板，板材经退火处理，退火保温后进行炉冷，之后再冲切成激光锯片基体毛坯，然后将基体毛坯进行淬火和回火处理，淬火处理加热在盐浴炉中进行，并油中淬火，淬火后再进行回火处理。退火、淬火及回火处理的参数如表2所示。基体毛坯经回火处理，再从中切取各种力学性能试样，测量其硬度、拉伸性能和冲击功，测量结果如表3所示。
表1 实施例三炉钢的化学成分(wt％)批号 C Cr Mo Mn Si 1 0.28 0.95 0.21 1.38 0.21 2 0.26 1.06 0.23 0.90 0.19 3 0.25 1.00 0.20 1.20 0.17
表2 实施例三批板材的热处理参数 批号 板厚 mm 退火处理 淬火处理 回火处理 温度 ℃保温时间 hr 温度 ℃保温时间 hr 温度 ℃保温时间 hr1275028302.04801.522.563049000.53702.53369058601.04202.0
表3 实施例三批基体毛坯的性能测试结果