发明创造名称：高速工具钢及其制造方法
外观设计名称：
决定号：197252
决定日：2019-12-04
委内编号：1F257375
优先权日：2013-09-27
申请（专利）号：201480052482.3
申请日：2014-06-24
复审请求人：日立金属株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王妤
合议组组长：姜鹏
参审员：陈大洲
国际分类号：C22C38/00,C21C7/00,C21D8/06,C22B9/16,C22C38/26,C22C38/52
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果要求保护的权利要求的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但是现有技术给出了将该区别技术特征与该最接近的现有技术相结合,进而得到所述技术方案的技术启示，则该权利要求的技术方案相对于现有技术是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201480052482.3，名称为“高速工具钢及其制造方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。申请人为日立金属株式会社。本申请的申请日为2014年6月24日，优先权日为2013年9月27日，公开日为2016年5月11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年5月9日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-18不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2016年3月23日提交的说明书第1-224段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2017年12月29日提交的权利要求第1-18项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高速工具钢，其中，以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W和Mo中的1种或2种：根据关系式(Mo 0.5W)求出的含量为1.50～6.00％、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成，截面组织中的碳化物的圆当量直径的最大值为1.00μm以下。
2. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Ni：1.00％以下。
3. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Co：5.00％以下。
4. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，Si的含量以质量％计为0.20％以下。
5. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下以及Si：0.20％以下。
6. 根据权利要求1～5中任一项所述的高速工具钢，其中，硬度为45HRC以上。
7. 一种高速工具钢的制造方法，其具有如下工序：
准备工序，准备如下钢锭：其以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W和Mo中的1种或2种：根据关系式(Mo 0.5W)求出的含量为1.50～6.00％、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成；
均热处理工序，将所述钢锭加热至1200～1300℃，由此进行均热处理；
冷却工序，在对所述均热处理工序后的所述钢锭进行冷却直至该钢锭的表面温度成为900℃以下的过程中，至少在所述表面温度降低至包括于 1000℃以下且950℃以上的范围内的温度T1以后，在所述表面温度的冷却速度为3℃/分钟以上的条件下进行冷却直至所述表面温度成为900℃以下，且所述表面温度降低至所述温度Tl的过程的至少一部分中，在所述表面温度的冷却速度为低于3℃/分钟的条件下进行冷却；
热加工工序，将所述冷却工序后的所述钢锭再加热至大于900℃的热加工温度，对所述再加热了的钢锭进行热加工而制成钢材；以及
淬火回火工序，对所述钢材进行淬火回火。
8. 根据权利要求7所述的高速工具钢的制造方法，其中，对于所述冷却工序，将所述钢锭在所述表面温度的冷却速度小于3℃/分钟的条件下进行冷却直到所述钢锭的表面温度降低至所述温度T1为止。
9. 根据权利要求7所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭是如下的钢锭：通过将采用脱氧精炼法精炼了的钢水铸造而得到。
10. 根据权利要求9所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭是如下的钢锭：将采用脱氧精炼法精炼了的钢水铸造而得到重熔用电极，使用所得重熔用电极采用重熔法而得到。
11. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下。
12. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Co：5.00％以下。
13. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭的Si的含量以质量％计为0.20％以下。
14. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。
15. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述淬火回火工序通过所述淬火回火将钢材的硬度调节为45HRC以上。
16. 根据权利要求7～10中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，在所述热加工工序后且所述淬火回火工序前，还具有将所述钢材机械加工成工具形状的机械加工工序，
所述淬火回火工序对被机械加工成工具形状的钢材进行淬火回火。
17. 根据权利要求15所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。
18. 根据权利要求16所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。 ”
驳回决定认为：权利要求1和7与对比文件1（CN1540023A，公开日为：2004年10月27日）相比，区别分别为：含有N和限定了碳化物的圆当量直径的最大值，以及含有N和具体的冷却工艺和再加热温度。但是对比文件2（CN102747293A，公开日为：2012年10月24日）给出了添加少量N的技术启示，以及对比文件1的实施例公开碳化物的最大值在1mm以下，以及对比文件1的实施例公开了具体的冷却工艺以及再加热温度，因此，权利要求1和7相对对比文件1和2以及本领域的常用技术手段的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款的规定。权利要求2-6，8-18的附加技术特征或被对比文件1公开，或被对比文件2公开或可由有限的试验获得，因此，权利要求2-6，8-18的技术方案也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年8月1日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种高速工具钢，其中，以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W和Mo中的1种或2种：根据关系式(Mo 0.5W)求出的含量为1.50～6.00％、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成，截面组织中的碳化物的圆当量直径的最大值为1.00μm以下，所述高速工具钢的硬度为45～60HRC。
2. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Ni：1.00％以下。
3. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Co：5.00％以下。
4. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，Si的含量以质量％计为0.20％以下。
5. 根据权利要求1所述的高速工具钢，其中，以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下以及Si：0.20％以下。
6. 一种高速工具钢的制造方法，其具有如下工序：
准备工序，准备如下钢锭：其以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W和Mo中的1种或2种：根据关系式(Mo 0.5W)求出的含量为1.50～6.00％、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成；
均热处理工序，将所述钢锭加热至1200～1300℃，由此进行均热处理；
冷却工序，在对所述均热处理工序后的所述钢锭进行冷却直至该钢锭的表面温度成为900℃以下的过程中，至少在所述表面温度降低至包括于1000℃以下且950℃以上的范围内的温度T1以后，在所述表面温度的冷却速度为3℃/分钟以上的条件下进行冷却直至所述表面温度成为900℃以下，且所 述表面温度降低至所述温度Tl的过程的至少一部分中，在所述表面温度的冷却速度为低于3℃/分钟的条件下进行冷却；
热加工工序，将所述冷却工序后的所述钢锭再加热至大于900℃的热加工温度，对所述再加热了的钢锭进行热加工而制成钢材；以及
淬火回火工序，对所述钢材进行淬火回火，
所述高速工具钢的硬度为45～60HRC。
7. 根据权利要求6所述的高速工具钢的制造方法，其中，对于所述冷却工序，将所述钢锭在所述表面温度的冷却速度小于3℃/分钟的条件下进行冷却直到所述钢锭的表面温度降低至所述温度T1为止。
8. 根据权利要求6所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭是如下的钢锭：通过将采用脱氧精炼法精炼了的钢水铸造而得到。
9. 根据权利要求8所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭是如下的钢锭：将采用脱氧精炼法精炼了的钢水铸造而得到重熔用电极，使用所得重熔用电极采用重熔法而得到。
10. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下。
11. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Co：5.00％以下。
12. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭的Si的含量以质量％计为0.20％以下。
13. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。
14. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，在 所述热加工工序后且所述淬火回火工序前，还具有将所述钢材机械加工成工具形状的机械加工工序，
所述淬火回火工序对被机械加工成工具形状的钢材进行淬火回火。
15. 根据权利要求6～9中任一项所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。
16. 根据权利要求14所述的高速工具钢的制造方法，其中，所述准备工序中准备的所述钢锭以质量％计还含有Ni：1.00％以下、Co：5.00％以下、以及Si：0.20％以下。 ”。
复审请求人认为：1)D2中的V含量远高于本申请，二者不属于同类型的钢；N在本申请中的作用与D2中的不同；因此，没有将D2应用于D1的动机。 2）D1，D2均未关注圆当量直径的最大值对高速工具钢韧性的影响，因此，本领域技术人员没有动机调整圆当量直径的最大值以改进韧性，也没有动机将D2与D1相结合。因此，权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年8月9日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年8 月27 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-16相对对比文件1、对比文件2的结合不具备创造性。
复审请求人于2019 年10 月10 日提交了意见陈述书，同时提交了修改的申请文件，其中对独立权利要求1和6进行了修改，修改后的权利要求1和6如下：
“1. 一种温热加工用高速工具钢，其中，以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W的含量为3.00％以下、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成，截面组织中的碳化物的圆当量直径的最大值为1.00μm以下，所述高速工具钢的硬度为45～60HRC。
6. 一种温热加工用高速工具钢的制造方法，其具有如下工序：
准备工序，准备如下钢锭：其以质量％计含有C：0.40～0.90％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Cr：4.00～6.00％、W的含量为3.00％以下、以及V和Nb中的1种或2种：根据关系式(V Nb)求出的含量为0.50～1.50％，N的含量以质量％计为0.0200％以下，余量由Fe和杂质组成；
均热处理工序，将所述钢锭加热至1200～1300℃，由此进行均热处理；
冷却工序，在对所述均热处理工序后的所述钢锭进行冷却直至该钢锭的表面温度成为900℃以下的过程中，至少在所述表面温度降低至包括于1000℃以下且950℃以上的范围内的温度T1以后，在所述表面温度的冷却速度为3℃/分钟以上的条件下进行冷却直至所述表面温度成为900℃以下，且所述表面温度降低至所述温度Tl的过程的至少一部分中，在所述表面温度的冷 却速度为低于3℃/分钟的条件下进行冷却；
热加工工序，将所述冷却工序后的所述钢锭再加热至大于900℃的热加工温度，对所述再加热了的钢锭进行热加工而制成钢材；以及
淬火回火工序，对所述钢材进行淬火回火，
所述高速工具钢的硬度为45～60HRC。”
复审请求人认为本申请权利要求具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
本次复审请求审查决定所针对的文本为：2019年10月10日提交的权利要求1-16，按原始国际申请文件的中文译文提交日（2016年3月23日）提交的说明书第1-22页，说明书附图图1-7，说明书摘要以及摘要附图。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果要求保护的权利要求的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，但是现有技术给出了将该区别技术特征与该最接近的现有技术相结合,进而得到所述技术方案的技术启示，则该权利要求的技术方案相对于现有技术是显而易见的，不具备创造性。
1）、权利要求1-16不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定
权利要求1请求保护一种温热加工用高速工具钢。首先“温热加工用”的用途限定只是说明该高速工具钢可以用于温热加工，并没有证据证明这种用途限定能给该高速工具钢带来任何结构或是成分上的限定。在此基础上，对比文件1公开了一种高速工具钢，以质量百分数含有C：0.4～0.9％、Si： 1.0％以下、Mn：1.0％以下、Cr：4～6％、W及Mo的一种或两种 (1/2W Mo)：1.5～6％其中W为3％以下、V及Nb的一种或两种 (V Nb)：0.5～3％的高速工具钢，基体中分散的析出碳化物的平均粒径为0.5μm以下，且其分布密度为80×103个/mm2以上。对比文件1隐含公开了所述钢余量为Fe和杂质(参见权利要求1)。
权利要求1与对比文件1的区别在于：权利要求1对N含量进行了限制，即N ≤0.0200%；限定了截面组织中的碳化物的圆当量直径的最大值为1.00μm以下以及限定了高速钢的硬度。基于上述区别，本申请实际要解决的技术问题是如何提高高速工具钢的韧性。
对于该区别，对比文件2公开了一种高韧耐磨滚刀用高速钢的制备方法，其中公开了（参见说明书第0006段）通过控制N的含量在150ppm以下，削弱了大颗粒碳化物的形成，由此改善了可磨削性及韧性。由此，本领域技术人员在面对需要控制碳化物颗粒尺寸以提高高速钢韧性时，有动机在对比文件1的基础上将N含量限制为小于150ppm。且对比文件1也公开了将出炉的钢锭以3℃/分钟以上的冷却速度进行，由此相应获得小于1.00μm当量直径的碳化物；对于硬度，对比文件1的实施例还公开了高速钢（参见表2）的硬度为57.6HRC。因此，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求2-5为从属权利要求，其附加技术特征分别限定了Ni、Co、Si。对比文件1还公开了所述工具钢还可以含有质量百分数1％以下的Ni，含有质量百分数5％以下的Co，Si优选含有0.1％以上（参见说明书第2页倒数第2段，第3页第4段）。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-5不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求6请求保护一种高速工具钢的制造方法。对比文件1公开了一种高速工具钢的制造方法，其特征在于：是以质量百分数含有C： 0.4～0.9％、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下、Cr：4～6％、W及Mo的 一种或两种(1/2W Mo)：1.5～6％其中钨为3％以下、V及Nb的一种或两种(V Nb)：0.5～3％的高速工具钢的制造方法，将由再熔化法制备的钢块加热至1200～1300℃进行均热处理，之后将表面温度以至少3℃/min以上的冷却速度冷却至900℃以下，经过开坯、热成形(相当于热加工)，进行淬火?回火(参见权利要求5) 。对比文件1隐含公开了所述钢余量为Fe和杂质。
经对比，权利要求6与对比文件1的区别在于：(1) 限制了N含量以及限定了硬度；（2）冷却工序还包括在表面温度降至1000℃以下且大于950℃的范围内的温度T1的过程的至少一部分中，所述表面温度的冷却速度为低于3℃/分钟进行冷却；热加工工序中钢锭再加热至大于900℃。
对于区别(1)，参见权利要求1中对N含量和硬度的评述；
对于区别(2)，对比文件1的实施例公开了均热处理后用风扇冷却等以3℃/分钟以上的冷却速度将表面温度冷却至900-800℃，之后再加热至1100℃的热加工温度，进行压力加工、压延等分块压延加工（参见对比文件1说明书第8页倒数第4段）。对于钢锭从均热处理到T1的低于3℃/分钟的冷却速度这一技术特征，基于工序衔接时操作上的便利性或易实施性（例如从均热工序取出的过程或是进入快速冷却工序之前的过程,不便于实施快速冷却），由此在表面温度降至1000℃以下且大于950℃的范围内的温度T1的过程的至少一部分中选择以表面温度的冷却速度为低于3℃/分钟进行冷却是本领域技术人员容易想到的。且没有效果数据表明，该技术特征给其技术方案带来了任何有益的技术效果。因此，权利要求6请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
同理，权利要求7的技术方案也不具有突出的实质性特点和显著的进步。
权利要求8-9为从属权利要求，采用脱氧精炼法铸造得到的钢水铸造获得铸锭是本领域的常用技术手段；且对比文件1的实施例公开了用对钢块进行电渣重熔，而使用电极重熔属于本领域的常规技术手段。
权利要求10-16对成分和工序进行了限定，对比文件1同时公开了所述工具钢还可以含有质量百分数1％以下的Ni，含有质量百分数5％以下的Co，Si优选含有0.1％以上， 所述钢也可以经过开坯、热成形进行机械加工(即加工成工具形状)，在机械加工后进行淬火?回火(参见权利要求5)；
因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求7-16不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2）、关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：1)D1与D2属于不同类型的高速钢，2）二者的W，V，Mo的含量存在差异，导致碳化物的形态也不同，针对该不同形态的碳化物，D2中N的作用与D1中N的作用也不同。因此，将D2的N含量应用于D1时，无法预期所获得的技术效果。因此，在D1与D2在钢种不同以及碳化物形态不同的条件下，难以将二者结合，因此，本申请权利要求1具备创造性。
对此，合议组认为：1）首先，D1和D2均类属高速工具钢领域；2）并没有证据表明W，V，Mo含量的差异会导致碳化物形态的不同。D2的第0006和0018段记载了“控制了N的含量在150ppm以下，削弱了大颗粒碳化物的形成，改善可磨削性能及韧性”以及“过量的N与V易在高温情况下先形成VN，析出成核后VC在其上长大，是最终形成较多大颗粒碳化物的一个重要因素；另一个因素则是过量的N使得钢中形成大量AlN脆性相，对钢的韧性极为不利。因此，控制N的含量在150ppm以下时，可以削弱大颗粒碳化物的形成和夹杂的AlN脆性相减少，对钢的韧性影响较小，同时控制VC颗粒的大小，也有效的改善可磨削性”，即D2公开了通过控制N含量，减少了VN的生成，避免VC在其上长大，从而削弱大颗粒碳化物的形成。可见，N的上述作用实质上与N的含量相关。因此，本领域技术人员在面对如何提高高速工具钢韧性的技术问题时，有动机根据D2，对D1中的N含量进行调整，将N含量控制在150ppm以下，以削弱大颗粒碳化物的形成，从而改善高速钢的韧性。因此，针对复审请求人的意见陈述，合议组不予认同。
根据上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年5 月9 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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