一种刀具用不锈钢的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种刀具用不锈钢的制备方法，所述不锈钢由C、Si、Mn、Cr、Ti、B、P、S和Fe组成；所述制备方法包括如下步骤：1)冶炼；2)初轧：将板坯加热至1260～1300℃并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1220～1240℃、每道次压下率控制在15～30％；3)精轧：其开轧温度控制在920～960℃、终轧温度控制在800～900℃、最后三道次累计压下率35～55％；4)热处理：淬火温度控制在1140～1160℃、保温，其保温时间为2～3小时；以15～30℃/s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火：加热温度控制在180～220℃，保温时间为3～4小时；空冷至室温。
【专利说明】一种刀具用不锈钢的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金【技术领域】，尤其涉及一种刀具用不锈钢的制备方法。
【背景技术】
[0002]不锈钢材料具有不生锈、耐用、美观的特点，被刀具生产企业广泛应用于制作厨房刀具、剪刀及手术刀具。但常用的不锈钢材料硬度低、耐磨性不够理想，刀刃锋利度差且保持时间短。随着经济的发展、人们生活水平地提高，人们对刀具性能提出了更高的要求，因此，也有很多人在积极研发刀具用材料。
[0003]专利号为ZL01126989.8的中国发明专利说明书公开了一种适用于刀具的铜合金材料，由Cu、Zn、Sn组成，其中按各原料的重量配比组成为:60~90% Cu,5~20% Zn、其余为金属Sn。该合金材料耐腐蚀耐磨，专用于制作食品餐饮类刀具，包括各种规格的切菜刀、水果刀、熟食刀等。专利申请号为200710011128.8的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种刀具专用钢材，其各成分的重量百分比为:0.85~0.95% C，0.4~0.5% Si，0.4~
0.5% Mn, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.02%, 14.5 ~15.5% Cr,0.4 ~0.6% Mo,0.2 ~0.3% V，其余为Fe以及不可避免的微量杂质，该发明通过提高材料中碳的含量来提高钢的强度和硬度。
[0004]以上技术中，前者文献记载铜合金材料以铜为基体，生产成本高，而且热加工性能差，需要采用粉末冶金方法制造，工艺复杂、生产效率低。后者文献所介绍的不锈钢材料为提高硬度，添加了质量分数为0.7%以上的C，但是实践证明不锈钢中添加C含量超过0.7%就成为过共析钢，将形成粗大的脆性共晶碳化物，使钢材加工时易开裂，并且做成刀具时极易崩口 ；并且该材料的Cr含量低，不能满足不锈钢所要求的最低12% Cr含量，其耐蚀性差、易生锈，而且淬火后还需经-80°C的深冷处理，刀具残余应力高、变形大、易开裂，现场生产也难以实现。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种刀具用不锈钢的制备方法，该方法制备的不锈钢强度高、韧性好，耐磨性优异，硬度较高，适宜用作刀具生产。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种刀具用不锈钢的制备方法，所述不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C
0.40 ~0.50%,Si0.60 ~0.80%,Mn 1.20 ~L 40%,Cr 14.0 ~16.0%,Ti0.05 ~0.07%,B 0.006~0.008%, P^0.020%, S^0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0008]1)冶炼:采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯；
[0009]2)初轧:将板坯加热至1260~1300°C并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1220~1240°C、每道次压下率控制在15~30% ；[0010]3)精轧:其开轧温度控制在920~960°C、终轧温度控制在800~90(TC、最后三道次累计压下率35~55% ;
[0011]4)热处理:淬火温度控制在1140~1160°C、保温，其保温时间为2~3小时；以15~30°C /s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火:加热温度控制在180~220°C，保温时间为3~4小时；空冷至室温。
[0012]本发明各元素的作用及机理:
[0013]碳是钢中不可缺少的提高钢材强度和硬度的元素之一，本钢种需要非常好的硬度来保证钢板的耐磨性，因此，较高的碳含量是必不可少的。但钢中碳含量太高容易造成钢材韧性下降，并导致钢材焊接性能差。因此，为了保证钢板具有高的硬度、较好的韧性、优良的冷成型性和焊接性能，将碳含量限定在0.40~0.50%。
[0014]硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，硅可使C曲线右移，提高钢的淬透性。本钢种强度和硬度要求较高，必须添加较高的硅元素来保证。
[0015]锰能与铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；锰同时能很好的稳定奥氏体组织，进一步增强钢的淬透性；锰还可使钢在受到冲击而产生变形时，使钢材表面层得到强化而具有高的耐磨性；锰与硫形成熔点较高的MnS，可有效防止FeS的产生所导致的热脆现象。
[0016]铬(Cr)是不锈钢的主要元素，其含量需高于13%才具有完全的防锈能力，Cr含量高、耐蚀性高，但含量高时易形成脆性Cr的金属间化合物，因此将Cr含量目标值控制在14.0~16.0%范围内。
[0017]钛(Ti)是为了形成细小的TiC第二相粒子，阻止钢加热时晶粒长大，保证钢中组织细化、提高强韧性，同时抑制Cr23C6碳化物在钢中晶界上的析出，降低不锈钢的晶间腐蚀敏感性。
[0018]加入B的目的主要是增加钢的淬透性，从而省去其他较稀有贵重的金属。硼是增强钢淬透性最有效的元素之一，但主要靠有效硼(即存在晶体间隙，而不与其他元素化合的硼)来实现。
[0019]本发明要求P < 0.020 %和S < 0.015 %:磷在钢中具有容易造成偏析、恶化焊接性能、显著降低钢的低温冲击韧性、提高脆性转变温度等不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂，硫还影响钢的低温冲击韧性。因此，本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，通过对铁水进行深脱硫预处理、真空处理等手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。
[0020]本发明与现有技术相比，其优异效果在于:
[0021]I)合金成分简单，贵重合金元素加入较少，同时生产工艺简单，成材率和性能合格率高，使得生产成本较低，具有良好的经济效益和社会效益；
[0022]2)所制备的不锈钢力学性能优良，强度、硬度高，具有一定的韧性，淬透性良好，且耐磨性良好，完全满足用户使用要求；经试验证明，本发明的钢具有高硬度、高韧性和很好的耐腐蚀性，适用于制造厨房刀具、剪刀及手术刀。
【具体实施方式】
[0023]实施例一
[0024]一种刀具用不锈钢的制备方法，所述不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C 0.40%, Si 0.80 %、Mn 1.20%, Crl6.0%, Ti 0.05%, B 0.008%, P ^ 0.020%,S ( 0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0025]I)冶炼:采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯；
[0026]2)初轧:将板坯加热至1260°C并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1240°C、每道次压下率控制在15% ；
[0027]3)精轧:其开轧温度控制在920°C、终轧温度控制在900°C、最后三道次累计压下率 35% ；
[0028]4)热处理:淬火温度控制在1140°C、保温，其保温时间为3小时；以15°C /s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火:加热温度控制在220°C，保温时间为3小时；空冷至室温。
[0029]实施例二
[0030]一种刀具用不锈钢的制备方法，所述不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C 0.50 Si 0.60 Mn 1.40 Cr 14.0 Ti 0.07%, B 0.006 P ^ 0.020 %、S ( 0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0031]I)冶炼:采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯；
[0032]2)初轧:将板坯加热至1300°C并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1220°C、每道次压下率控制在30% ；
`[0033]3)精轧:其开轧温度控制在960°C、终轧温度控制在800°C、最后三道次累计压下率 55% ；
[0034]4)热处理:淬火温度控制在1160°C、保温，其保温时间为2小时；以30°C /s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火:加热温度控制在180°C，保温时间为4小时；空冷至室温。
[0035]实施例三
[0036]一种刀具用不锈钢的制备方法，所述不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:C 0.45 Si 0.70 Mn 1.30 Cr 15.0 Ti 0.06%, B 0.007 P ^ 0.020 %、S ( 0.015%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤:
[0037]I)冶炼:采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯；
[0038]2)初轧:将板坯加热至1280°C并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1230°C、每道次压下率控制在25% ；
[0039]3)精轧:其开轧温度控制在940°C、终轧温度控制在850°C、最后三道次累计压下率 45% ；
[0040]4)热处理:淬火温度控制在1150°C、保温，其保温时间为2.5小时；以20°C /s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火:加热温度控制在200°C，保温时间为3.5小时；空冷至室温。
【权利要求】
1.一种刀具用不锈钢的制备方法，其特征在于，所述不锈钢以重量百分数计由下列组份组成:c 0.40 ~0.50%, Si0.60 ~0.80%, Mn 1.20 ~1.40%, Cr 14.0 ~16.0%,Ti0.05 ~0.07%, B 0.006 ~0.008%, P ≤ 0.020%, S ≤ 0.015%，其余为 Fe 及不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤: 1)冶炼:采用铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空脱气处理，全流程保护浇注成板坯； 2)初轧:将板坯加热至1260~1300°C并充分奥氏体化；其开轧温度控制在1220~1240°C、每道次压下率控制在15~30% ; 3)精轧:其开轧温度控制在920~960°C、终轧温度控制在800~900°C、最后三道次累计压下率35~55% ； 4)热处理:淬火温度控制在1140~1160°C、保温，其保温时间为2~3小时；以15~300C /s的冷却速度将钢板用水冷却至马氏体转变点Ms以下；低温回火:加热温度控制在180~220°C，保温时间为 3~4小时；空冷至室温。
【文档编号】C22C38/32GK103789643SQ201210421227
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】钱永清 申请人:无锡市锡山区鹅湖镇荡口青荡金属制品厂