一种钻头用合金钢及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻头用合金钢及其制造方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.087-0.095%、硅0.02-0.03%、锰0.025-0.03%、铬0.03-0.04%、镍0.02-0.04%、钒0.001-0.002%、钨0.035-0.04%、钒0.05-0.06%、锆0.013-0.018%、铌0.024-0.025%、硫0.45-0.5%、磷0.08-0.1%、余量为铁；本发明采用优选的合金钢配方制成钻头，生产成本低，其抗拉强度、屈服强度、硬度均较高，在组成成分中添加了多种镍、钒、钨等合金元素，均匀的分布于合金钢内部结构，降低了脆性，增长钻头的使用寿命。
【专利说明】一种钻头用合金钢及其制造方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种钻头用合金钢的制造方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 电钻是一种应用广泛的电动工具，在建筑、加工等领域有广泛的应用，电钻的主要 原理是通过电动机的转动，带动驱动作业装置，从而使钻头刮削物体表面以洞穿物体，钻头 是电钻必不可少的部件之一；而电钻在使用过程中，要承受动机与被钻物体的径向阻力，钻 头折断是最常见的损害方式，这是因为现使用的钻头用工具钢在保证要具有一定强度的情 况下，脆性提高而韧性不足，因此，钻头容易出现折断，而且钻头的磨损情况也是影响钻头 效率的原因之一。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种钻头用合金钢的制造方法。
[0007] 本发明采用如下技术方案： 钻头用合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.087-0. 095%、 硅 0·02-0. 03%、锰 0·025-0. 03%、铬 0·03-0. 04%、镍 0·02-0. 04%、钒 0· 001-0. 002%、 钨 0·035-0. 04%、钒 0·05-0. 06%、锆 0·013-0. 018%、铌 0·024-0. 025%、硫 0·45-0. 5%、磷 0. 08-0. 1%、余量为铁。
[0008] 钻头用合金钢的制造方法，包括以下步骤： (1) 将硅铁、锰铁与低碳铬铁按1 :2. 5-3. 2:0. 5-0.8比例投入真空感应炉中，再加 入生铁，熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金 化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4,控制感应炉中压强为 0. 002-0. 004Mpa，加热温度至1320-1540°C，熔融后热轧，冷却后制成钢坯； (2) 将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩 余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元 素，在1460-1545°C精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化 10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570°C ; (3) 对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度彡1020°C，终锻温度彡845°C，锻造变 形量> 20%，锻造后将铸件加热至1020-1080°C保温20-30min，然后在420-450°C等温处理 3-5h，最后低温回火180-220°C保温1. 5-2h，空冷即得。
[0009] 本发明的有益效果： 本发明采用优选的合金钢配方制成钻头，生产成本低，其抗拉强度、屈服强度、硬度均 较高，在组成成分中添加了多种镍、钒、钨等合金元素，均匀的分布于合金钢内部结构，降低 了脆性，增长钻头的使用寿命。
[0010]
【具体实施方式】
[0011] 实施例1 :钻头用合金钢，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳〇. 09%、硅 0· 025%、锰 0· 028%、铬 0· 035%、镍 0· 03%、钒 0· 0015%、钨 0· 038%、钒 0· 055%、锆 0· 015%、铌 0. 024%、硫 0. 48%、磷 0. 09%、余量为铁。
[0012] 钻头用合金钢的制造方法，包括以下步骤： (1) 将硅铁、锰铁与低碳铬铁按1 :3:0.6比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁，作 为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金化，所述的各合金元 素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4,控制感应炉中压强为0.003Mpa，加热温度至 1320-1540°C，熔融后热轧，冷却后制成钢坯； (2) 将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩 余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元 素，在1460-1545°C精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化 10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570°C ; (3) 对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度彡1020°C，终锻温度彡845°C，锻造变形 量彡20%，锻造后将铸件加热至1050°C保温20-30min，然后在430°C等温处理3-5h，最后低 温回火200°C保温1. 5-2h，空冷即得。
[0013] 本发明制造的的钻头合金钢试验数据：抗拉强度Ob > 1340MPa;屈服强度 σ 〇· 2彡1055MPa ;室温冲击韧性a ku(42°C )彡78J/cm2 ;低温冲击韧性σ ku(_40°C )彡 32J/cm2 ;硬度 HRC39-45。
【权利要求】
1. 一种钻头用合金钢，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 碳 0· 087-0. 095%、硅 0· 02-0. 03%、锰 0· 025-0. 03%、铬 0· 03-0. 04%、镍 0· 02-0. 04%、钒 0·001-0. 002%、钨 0·035-0. 04%、钒 0·05-0. 06%、锆 0·013-0. 018%、铌 0·024-0. 025%、硫 0· 45-0. 5%、磷 0· 08-0. 1%、余量为铁。
2. -种如权利要求1所述的钻头用合金钢的制造方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将硅铁、锰铁与低碳铬铁按1 :2. 5-3. 2:0. 5-0. 8比例投入真空感应炉中，再加 入生铁，熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镍、钒、钨合金元素合金 化，所述的各合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的1/4,控制感应炉中压强为 0. 002-0. 004Mpa，加热温度至1320-1540°C，熔融后热轧，冷却后制成钢坯； (2) 将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩 余量的镍、钒、钨各合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余合金元 素，在1460-1545°C精炼40-50min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化 10-20min，铸造成型，出钢温度为1440-1570°C ; (3) 对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度彡1020°C，终锻温度彡845°C，锻造变 形量> 20%，锻造后将铸件加热至1020-1080°C保温20-30min，然后在420-450°C等温处理 3-5h，最后低温回火180-220°C保温1. 5-2h，空冷即得。
【文档编号】C22C38/60GK104195466SQ201410355093
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】闫秦峻 申请人:蚌埠弘远自控设备有限公司