工具用钢材及其制造方法与流程

本发明涉及一种工具用钢材及其制造方法，详细地涉及一种具有改善的热处理性的工具用钢材及其制造方法。

背景技术：

1、众所周知，通常在钢材的物理性能中，硬度和加工性是难以兼具的物理性能。这是因为，钢材的强度的增加引发硬度的增加，但当钢材的强度增加时，钢材的加工性显示出变差的特性。

2、在用于制造工具用部件的工具用钢材的情况下，制成部件形状时需要优异的加工性，另一方面，最终加工后的部件需要高硬度以确保耐磨特性和耐冲击特性等。特别地，在用于制造工具用部件的工具用钢材的情况下，为了确保一定水平以上的硬度和强度，主要利用含有相对大量的碳(c)的钢材，因此不容易确保所期望的水平的加工性。

3、在工具用钢材的情况下，通常利用以下方法：通过球化退火确保钢材的加工性后加工成部件形状，然后通过淬火在钢材中引入马氏体组织以确保硬度。球化退火是为了将层状珠光体中的板状的渗碳体制成球型而在高温下加热的热处理，为了确保所期望的水平的加工性，需要长时间。工业上主要利用在a1温度以下长时间保持的方法，但在高温下长时间的热处理必然会伴随着经济性和生产性的降低。

4、专利文献1提出了一种通过非退火冷轧在具有层状珠光体组织的钢板中促进渗碳体的球化的方法，但专利文献1的钢板的碳(c)的含量仅为0.6重量％以下的水平，因此不能提供适于工具用钢材的硬度。专利文献2提出了一种在a1正上方的温度下进行一次退火热处理后在约650℃的温度下进行二次退火热处理以控制球化碳化物组织的方法，但如上所述的加热条件在常规的加热炉中难以实现。

5、因此，需要研究和开发一种具有适用于工具的硬度的同时具有改善的球化退火的热处理性的钢材。

6、(现有技术文献)

7、(专利文献1)日本公开专利公报2005-133199a(2005年05月26日公开)

8、(专利文献2)日本公开专利公报2006-257449a(2006年09月28日公开)

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、根据本发明的的一个方面，可以提供一种钢材及其制造方法，所述钢材包含0.8重量％以上的碳(c)，从而确保高硬度特性的同时具有改善的球化退火的热处理性，从而适用于工具。

3、本发明要解决的的技术问题并不限定于上述内容。本领域技术人员容易从本说明书的全部内容中理解本发明附加的要解决的技术问题。

4、技术方案

5、根据本发明的一个方面的工具用钢材中，以重量％计，可以包含：碳(c)：0.8-1.0％、硅(si)：0.1-0.3％、锰(mn)：0.3-0.5％、铬(cr)：0.1-0.3％、磷(p)：0.03％以下、硫(s)：0.005％以下、余量的铁(fe)和不可避免的杂质，所述工具用钢材包含珠光体作为基体组织，在厚度中心部中，{100}<011>至{223}<110>晶向组的极密度平均值为1.8以上，{332}<113>晶向的极密度为2.0以上，其中，所述厚度中心部表示观察钢材的截面时的相对于钢材厚度(t，mm)的3/8t至5/8t范围内的区域。

6、根据本发明的一个方面的工具用钢材中，以重量％计，可以包含：碳(c)：0.8-1.0％、硅(si)：0.1-0.3％、锰(mn)：0.3-0.5％、铬(cr)：0.1-0.3％、磷(p)：0.03％以下、硫(s)：0.005％以下、余量的铁(fe)和不可避免的杂质，所述工具用钢材包含珠光体作为基体组织，在长度方向的截面中的珠光体块(block)的平均长短轴比为1.41:1以上。

7、根据本发明的一个方面的制造工具用钢材的方法可以包括以下步骤：在1000-1300℃的温度范围内，将板坯进行再加热，以重量％计，所述板坯包含：碳(c)：0.8-1.0％、硅(si)：0.1-0.3％、锰(mn)：0.3-0.5％、铬(cr)：0.1-0.3％、磷(p)：0.03％以下、硫(s)：0.005％以下、余量的铁(fe)和不可避免的杂质；在850-1150℃的温度范围内，将再加热的所述板坯进行热轧；以及将热轧的所述钢材以30-50％的压下率进行非退火冷轧。

8、上述技术问题的解决方案并没有全部列出本发明的特征，可以通过参考以下具体实施方案来更详细地理解本发明的各种特征及其优点和效果。

9、有益效果

10、根据本发明的一个方面，可以提供一种钢材及其制造方法，所述钢材具有高硬度特性，并且具有改善的球化退火的热处理性，从而适用于工具。

11、本发明的效果并不限于上述内容，可以解释为包括本领域技术人员可以从以下记载的内容中推导的技术效果。

1.一种工具用钢材，以重量％计，所述工具用钢材包含：碳(c)：0.8-1.0％、硅(si)：0.1-0.3％、锰(mn)：0.3-0.5％、铬(cr)：0.1-0.3％、磷(p)：0.03％以下、硫(s)：0.005％以下、余量的铁(fe)和不可避免的杂质，所述工具用钢材包含珠光体作为基体组织，在厚度中心部中，{100}<011>至{223}<110>晶向组的极密度平均值为1.8以上，{332}<113>晶向的极密度为2.5以上，其中，所述厚度中心部表示观察钢材的截面时的相对于钢材厚度t的3/8t至5/8t范围内的区域，其中，厚度的单位是mm。

2.一种工具用钢材，以重量％计，所述工具用钢材包含：碳(c)：0.8-1.0％、硅(si)：0.1-0.3％、锰(mn)：0.3-0.5％、铬(cr)：0.1-0.3％、磷(p)：0.03％以下、硫(s)：0.005％以下、余量的铁(fe)和不可避免的杂质，所述工具用钢材包含珠光体作为基体组织，在长度方向的截面中的珠光体块的平均长短轴比为1.41:1以上。

3.根据权利要求1或2所述的工具用钢材，其中，所述珠光体的分数为90面积％以上。

4.根据权利要求3所述的工具用钢材，其中，所述钢材进一步包含10面积％以下且包括0％的先共析铁素体和小于3面积％且包括0％的硬质组织作为其它组织。

5.根据权利要求1或2所述的工具用钢材，其中，在650-700℃的温度范围内对所述钢材进行球化退火10-30小时时，所述钢材的球化退火率为90％以上。

6.根据权利要求1或2所述的工具用钢材，其中，所述钢材的表面硬度为104hrb以上。

7.一种制造工具用钢材的方法，其包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制造工具用钢材的方法，其中，在所述热轧后，进一步包括在600-650℃的温度范围内将热轧的所述钢材进行收卷的步骤。