高速钢热处理工艺参数的相关设计
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高速钢车刀条的热处理工艺一、正方形高速钢车刀条的热处理工艺某正方形高速钢车刀条的热处理技术要求:淬火晶粒度为8.5~10级,硬度≥64HRC(对于高性能高速钢,硬度≥66HRC)。
其热处理工艺如下:(1)预热中温盐浴炉,预热温度为850~870℃,预热时间为加热时间的两倍。
(2)加热W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、W2Mo9Cr4VCo8、W6Mo5Cr4V2Al 钢制车刀的淬火温度分别为1280~1300℃、1230~1240℃、1235~1245℃、1175~1185℃、1195~1205℃。
其装炉量与加热时间见表1。
(3)冷却在配方(质量分数)为48%CaCl2+31%BaCl2+21%NaCl的盐浴(以下均简称为中性盐浴)中冷却,冷却时间同高温加热时间。
分级温度为480~560℃。
(4)回火550~560℃×1h×3次,回火盐浴介质是质量分数为100%的NaNO3(以下同)。
表1 正方形高速钢车刀条的装炉量与加热时间二、矩形高速钢车刀条的热处理工艺某矩形高速钢车刀的热处理技术要求:淬火晶粒度为9~10级,硬度≥64HRC (对于高性能高速钢,硬度≥66HRC)。
其热处理工艺如下:(1)预热中温盐浴炉,预热温度为850~870℃,预热时间为加热时间的两倍。
(2)加热W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2Al钢制车刀的淬火温度分别为1275~1300℃、1225~1235℃、1230~1240℃、1200~1210℃。
其装炉量与加热时间见表2-2。
(3)冷却在中性盐浴中的冷却时间同高温加热时间。
(4)回火550~560℃×1h×3次。
表2 矩形高速钢车刀条的装炉量与加热时间注:厚度5mm以下常采用分级等温淬火,回火均采用夹直回火。
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本文通过对高速钢刀具材料的化学成分、性能及使用工作条件的阐述以及加工中对刀具材料的技术要求,经过严格的热处理工艺方法如;退火、淬火、和多次高温回火才能满足其技术要求和使用性能。
本文参考了一些“金属材料、工艺学”教材和经过多年的实践摸索总结而成。
关键词:高速钢刀具热处理1、引言1.1高速钢:它是含有w、 cy、 v等合金元素较多的合金工具钢。
如w18cv4v是国内使用最为普遍的刀具材料,广泛的用于制造较为复杂的各种刀具。
如钻头、铣刀、铰刀、拉刀和其他成型刀具。
高速钢俗称锋钢或风钢;称锋钢是因为用高速钢w18cv4v制造的刀具硬度能达到HRC62-65度非常锋利。
称为风钢是针对热处理操作而言,一般的钢铁材料制造的刀具要想满足技术要求在加热后需借助油或水中快速冷却,而高速钢制造的刀具在有效厚度小于5mm的工件,加热后在流动的空气中(风中)就能淬上火,就能获得相当的硬度(HRC55-60),因此而得名。
1.2刀具在工作时,由于摩擦作用,势必引起刀具刃部温度的升高,当切削速度达到一定量刃部温度能达到500-600℃。
随着机械制造业的发展和制造工艺的成熟,切削加工速度的提高,刀具刃部的工作温度还可能增加。
这就要求刀具材料不仅具有一般刀具材料的所必需的硬度、强度、耐磨性和一定的韧性,还要求刀具在较高的温度下具有高硬度、强度和耐磨性(俗称红硬性或热硬性)。
而碳素工具钢和低合金工具钢在200℃以下可以保持其工作性能,当工具受热超过250度时,硬度就显著下降,失去切削效能。
W18Cr4V热处理工艺W18Cr4V高速钢被广泛应用于刀具、模具、冲模、金属切削工具等领域,因其高硬度、高耐磨、高韧性和高耐热性。
为了发挥W18Cr4V高速钢的最大性能,需要采用适当的热处理工艺。
本文将介绍W18Cr4V高速钢的热处理工艺。
1. 退火在退火处理前,W18Cr4V高速钢应先去暴,去掉表面氧化层和碳化物层。
退火温度一般在800℃至900℃之间,保温时间为1至2小时,然后采用炉冷或空冷方式冷却。
此时的钢材结构为球状奥氏体和少量回火组织。
退火处理可以消除钢材加工硬化和初始应力,使其具有较好的韧性和可加工性。
同时,球状组织也有利于提高钢材的强度和延展性。
2. 空冷淬火在无法进行淬火的低温或特殊情况下,可以采用空冷淬火方式来获得较高的硬度和耐磨性。
在750℃至800℃左右加热,保温1至2小时,然后空气冷却。
空冷淬火后的组织为混合贝氏体和少量残余奥氏体,硬度可达到63-64 HRC。
3. 常规淬火4. 回火常规淬火后的钢材硬度太高,易出现脆性断裂现象,需要进行回火处理来降低硬度,提高韧性。
回火温度一般在520℃至560℃之间,保温时间为1至2小时,然后自然冷却。
回火温度越高,韧性越好,而硬度和耐磨性逐渐降低。
典型的回火温度为540℃左右,此时硬度约63-64 HRC。
总之,W18Cr4V高速钢的热处理工艺需要根据具体材料、用途和要求来选择合适的工艺,以达到最佳的性能。
同时,注意热处理过程中要控制好温度和时间,避免产生裂纹、变形和机械性能下降等不良现象。
2.热处理工艺预热分别采用箱式电阻炉(或井式炉>和中温盐浴炉,最后加热在高温盐浴炉中进行。
在硝盐炉或电阻炉回火。
(1>预热按拉刀的直径不同可分为一次预热和二次预热,目的是消除加工应力,使内外温度一致,减小拉刀的变形。
温度分别为550~600℃和800~850 C,预热时间为最后加热时间的3倍和2倍。
b5E2RGbCAP(2>淬火加热拉刀的晶粒度控制在9~10级,加热系数为10~15s/mm,拉刀的热处理工艺如表4-12所示。
(3>冷却采用分级或等温淬火,分级温度为580~620 C,盐浴成分为50%BaCl2+30%KCl+ 20%NaCl(简称2-3-5盐>,当表面温度到650~700℃时,转人220~250℃的硝盐中保温30~40minop1EanqFDPw(4>热校直快速从硝盐炉中取出,将拉刀放在螺旋压力机上进行校直,考虑到冷速太快,要在不低于20℃的温度下校直,采取校过的措施,以防止其反弹。
DXDiTa9E3d(5>清洗回火开水槽煮净拉刀表面的残盐,拉刀垂直向上插入圆形回火筐中挤紧回火,介质为100%KN03,温度为540~5600C,保温80~100min,回火3次。
RTCrpUDGiT(6>热校直出炉后用手动压力机校直拉刀,一般冷至400℃左右开始加压,冷到室温卸去压力。
当两把弯曲拉刀的凸面紧贴在一起,中间塞上斜铁,两头放人炉中回火,也可有良好的效果。
5PCzVD7HxA(7>柄部处理将柄部在850℃的盐浴炉中加热到表面颜色与盐浴一致时,挑出油冷或空冷。
另外也可借柄部来校直拉刀,将导向部分压弯来满足减少韧部偏摆的要求。
jLBHrnAILgW18Cr4V拉刀的热处理工艺见图4-23所示。
高速钢刀具在热处理生产工序中,常见的缺陷有过热与过烧、硬度不足、表面腐蚀、茶状断口和裂纹等、(1>过热与过烧过热的特征是断口呈粗瓷状,在金相组织中奥氏体晶粒长大,碳化物颗粒呈角状或沿晶界出现不同程度的网络状。
一胜百高速钢热处理标准
本标准规定了使用一胜百高速钢进行热处理的操作方法和注意事项。
在进行热处理前,务必了解和掌握本标准的内容,以确保热处理过程的安全和有效性。
1.软性退火
软性退火是一胜百高速钢热处理的重要环节,其主要目的是降低钢材的硬度,使其具有更好的韧性和塑性。
1.1 将一胜百高速钢放置在退火炉中,加热至700-800℃,保持1-2小时。
1.2 取出钢材,空冷至室温。
1.3 重复以上步骤,进行第二次退火,以进一步降低硬度。
2.消除应力
消除应力热处理的目的是消除一胜百高速钢在加工过程中产生的内应力,提高钢材的稳定性。
2.1 将一胜百高速钢放置在消除应力炉中,加热至650-750℃,保持1-2小时。
2.2 取出钢材,空冷至室温。
3.硬化
硬化是一胜百高速钢热处理的关键步骤,其目的是提高钢材的硬度、耐磨性和红硬性。
本标准规定的预热温度为650-850℃,通常分两阶段预热。
奥氏体化温度(淬火温度)为1100-1150℃。
3.1 将一胜百高速钢放置在预热炉中,加热至650-850℃,保持1-2小时。
3.2 将钢材取出,空冷至室温。
3.3 将一胜百高速钢放置在硬化炉中,加热至1100-1150℃,保持1-2小时。
3.4 取出钢材,空冷至室温。
注意事项:
⏹在热处理过程中,务必注意安全,避免接触高温物体和有害气体。
⏹加热和冷却速度应控制在规定范围内,以防止钢材产生裂纹和变形。
⏹在硬化处理时,应根据所需硬度和红硬性要求调整奥氏体化温度和保温时
间。
高速车刀的热处理工艺设计摘要:随着现代制造技术的发展,高速钢车刀在切削加工中被广泛使用。
本文通过对高速钢车刀材料的化学成分、性能及使用工作条件的阐述?以及加工中对高速钢车刀材料的技术要求,经过严格的热处理工艺方法如;退火、?淬火、和多次高温回火才能满足其技术要求和使用性能。
本文参照金属热处理以及众多的参考资料,对高速钢车刀的热处理工艺进行了一个小小的总结。
关键词:高速钢车刀热处理热处理工艺卡片引言:车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
在切削过程中,刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。
因此,刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性,还需具有高的耐热性,而高速钢,它是含有w、cy、v等合金元素较多的合金工具钢。
能够很好作为高速切削的车刀的制作材料。
通过资料查询,对高速钢车刀的热处理工艺进行制定。
1.任务与分析:本次工艺设计是对高速车刀的热处理工艺设计。
高速车刀的失效形式有很多:有的车刀刀刃处受压弯曲,有的车刀受强烈振动,冲击时崩落一块(即崩刀)。
有的小型车刀整体折断等等。
但这些情况毕竟比较少见,车刀较普遍的失效形式是磨损。
所以说,高硬度,高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一,除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。
因此,设计一套合理的热处理方案,获得良好的性能,显得十分的重要.车刀是典型的高速切削工具之一,要求高的耐磨性、热硬性,热处理硬度在64HRC以上,通常以高硬度为好。
2.1.材料的选用高速钢具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性。
高速工具钢经过热处理后的使用硬度可以达到63HRC,在600℃左右的工作温度下仍保持较高的硬度,高速钢在650℃时,实际硬度仍高于50HRC,而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。
高速钢刀具的切削速度比碳素工具钢和低合金工具钢增加?1-3倍,而耐用性增加7-14倍,因此高速钢常被用于制造高效率切削工具。
专业课程设计任务书学生姓名:班级:设计题目:高速钢车刀材料的选择及工艺设计设计内容:1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。
2、选材,并分析选材依据。
3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。
4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。
5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。
6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录前言 (4)1 高速钢车刀的工作条件及性能、技术要求 (5)1.1 高速钢车刀的工作条件 (5)1.2高速钢车刀的机械性能要求及技术要求 (5)1.2.1高速钢车刀的机械性能要求 (5)1.2.2高速钢车刀的技术要求 (5)2高速钢车刀材料的选择及分析 (5)2.1选材及选材依据 (5)2.1.1 普通高速钢 (6)2.1.2高性能高速钢 (6)2.2 W18Cr4V钢的分析 (7)3 W18Cr4V钢车刀的加工工艺路线 (8)3.1 整体加工工艺路线的制定 (8)3.2 柄部加工工艺路线 (9)3.3 刃部加工工艺路线 (9)4 W18Cr4V车刀热处理工艺的制定与分析 (9)4.1焊接后的去应力退火 (9)4.2 W18Cr4V车刀刃部的球化退火 (10)4.3 W18Cr4V车刀刃部的最终热处理:淬火+回火 (11)4.3.1 淬火 (11)4.3.2 回火 (12)5 W18Cr4V车刀热处理缺陷及措施 (13)6 W18Cr4V车刀的失效方式 (15)7 心得体会 (16)参考文献 (18)前言车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。
车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面,刀尖角组成。
实验三高速钢的热处理工艺、组织与性能之间的关系一、实验目的
1能正确拟定高速钢具有优良热硬性和耐磨性的热处理工艺
2加深理解高速钢的合金化原理及高速钢的热处理工艺组织与性能的关系3熟练掌握热处理操作技术
4熟练掌握金属材料的金相分析和性能测试技术;
二、实验用品
W18Cr4V、机油、淬火桶、硝酸、酒精、金相砂纸、热处理炉、温度控制器砂轮机、预磨机、抛光机、光学显微镜、硬度计等。
三、实验步骤
1、热处理:将高速钢加热到适当的温度保温一定时间后,用适当的方式冷
却
2、性能测试:测量淬火试样的硬度;
3、组织观察:对淬火试样进行金相分析,观察其组织;
4、热处理:将试样进行适当的回火处理;
5、性能测试:测量回火试样的硬度;
6、组织观察:对回火试样进行金相分析,观察其组织。
四、实验要求
1、每一步骤的设计方案在实施前交指导老师审核;
2、要求随时观察记录实验现象及实验结果;
3、要求用铅笔描绘所观察到的组织。
五、实验报告要求
1、每人一份实验报告;
2、实验报告中要求对每一步操作和现象详细记录并解释;
3、在实验报告中对本实验原理进行阐述(高速钢的合金化原理及高速钢的热处理工艺、组织结构和性能之间的关系);
4、你认为做好本实验应该注意哪些方面?
六、思考题
1、高速钢的含碳量为0.7~0.8%,但其铸态组织中为什么会有莱氏体?
2、高速钢的淬火温度和回火温度对高速钢的红硬性和耐磨性有何影响?
3、高速钢为什么需三次高温回火?。
课堂高速钢的热处理一高速钢的退火处理由于高速钢中有较高的碳含量和大量的合金元素,在冶金厂轧制或锻造锻以后。
即使空冷的情况下,也会有较高的硬度,因此必须进行退火软化处理,达到标准规定的硬度值才能出厂。
工具制造者有时要对高速钢进行锻造成型或为改善碳化物偏析而进行锻造,有时用热轧成型方法制造工具,有时需要对淬火件进行返修等,这都需要对高速钢进行退火。
国内外的实验都表明,高速钢退火时如果保温时间太长,会显著降低工具的使用寿命,因此,选择合理的退火工艺规范非常重要。
常用高速钢的退火温度和退火以后的硬度见表1 。
▼表1 高速钢的热处理规范退火的保温时间根据装炉量等情况有所不同,一般应在3~4h以上。
保温后可采用10℃~20℃的速度冷却至600℃以下出炉。
也可以采用冷却至740℃~760℃,停留4~5h,再冷至600℃以下出炉的等温退火方法。
高速钢还有一种高温退火方法可以大大缩短退火生产周期,提高退火质量。
高温退火的加热温度是由普通退火的840℃~860℃,提高到880℃~920℃。
普通退火方法在Ar1点以下保温,由于温度较低,虽然保温时间长,但高速钢仍然不能进行充分结晶,钢材不能充分软化。
高温退火时将温度提到到Ar1以上,相变可以瞬间完成,并且进行得很充分,实现了完全再结晶,因此钢材得到充分软化。
▲图1 高速钢普通退火与高温退火工艺曲线a)高速钢普通退火 b)高温退火工艺由图可见,高温退火工艺的保温时间大大缩短。
高温退火钢材的硬度更低,切削性能更好,切削效率可以提高20%,制成刀具的切削寿命,比普通退火的高15%~20%。
二可改善加工性能的热处理改善高速钢的可加工性和表面粗糙度,可以按照表2推荐的工艺对高速钢进行预备热处理。
使毛坯的硬度达到280~370HBW。
▼表2 改善高速钢可加工性的预备热处理表2中的一次处理方法(工艺方法Ⅰ、Ⅱ)比调质处理(工艺方法Ⅲ)的效果更好。
采用此方法处理的高速钢在较大的切削用量条件下,加工的表面粗糙度Ra可以达到1.6μm。
高速钢参数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:高速钢是一种具有优良切削性能的合金钢,广泛应用于金属切削加工、热加工以及其他领域。
高速钢的参数是评价其性能的重要指标,包括化学成分、硬度、热处理性能等。
下面将详细介绍高速钢的参数及其影响因素。
一、化学成分高速钢的主要化学成分包括碳、硅、锰、铬、钼、钴、磷等元素,其中碳元素对高速钢的硬度和切削性能有重要影响。
通常情况下,高速钢中的碳含量在0.7%~1.3%之间,过高或过低的碳含量都会影响其性能。
硅、锰等元素可提高高速钢的强度和韧性,铬、钼、钴等元素则可提高其耐磨性和热稳定性。
磷等杂质元素对高速钢的性能也会产生不良影响。
二、硬度高速钢的硬度是评价其切削性能的重要参数之一,通常以洛氏硬度或布氏硬度来表示。
高硬度的高速钢具有优良的耐磨性和热稳定性,能够在高速切削和切削高硬度材料时保持较好的刀具寿命。
硬度受到高速钢的化学成分、热处理工艺、晶粒度等因素的影响,因此选择合适的高速钢及合理的热处理工艺对硬度十分重要。
三、热处理性能高速钢具有优良的热处理性能,可在适当的热处理条件下获得理想的组织结构和性能。
热处理过程包括固溶退火、淬火、回火等工艺,通过这些工艺可以提高高速钢的硬度、韧性、耐磨性等性能。
合适的热处理工艺可以改善高速钢的切削性能,延长刀具使用寿命。
四、晶粒度高速钢的晶粒度是影响其性能的重要因素之一,晶粒细小的高速钢通常具有优良的耐磨性和韧性,并且易于加工。
晶粒度受到高速钢的化学成分、热处理工艺、冷加工等因素的影响,可以通过适当的工艺控制来获得细小的晶粒结构。
五、应力状态在实际切削加工中,高速钢刀具会受到较大的切削力和热应力,因此对高速钢的应力状态有一定要求。
合适的应力状态可以减少高速钢的变形和疲劳破坏,延长刀具使用寿命。
应力状态的影响因素包括高速钢的硬度、刃部结构、切削参数等。
第二篇示例:高速钢是一种用途广泛的金属材料,具有优异的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性,被广泛应用于机械加工、切削加工、钻削加工等领域。
各类钢车刀热处理工艺一、高速钢车刀的轧热淬火工艺形状简单的高速钢车刀可利用轧制余热进行淬火,即轧热淬火,除了能保证刀具标准所要求的热硬性外,切削寿命也有较大的提高,还可以省去耗电量很大的盐浴炉淬火生产线,从而带来可观的经济效益。
W6Mo5Cr4V2钢1220℃轧制(250mm轧机,50r/min),轧后趁热淬火,变形量增大时,硬度升高,30%形变时硬度最高能达67~68HRC,随形变增大硬度下降,50%~60%形变时,热硬性64HRC以上,从表1可以看出,不同热处理工艺参数对比,轧热淬火寿命最高。
表1 高速钢车刀切削寿命对比数据二、消除W6Mo5Cr4V2钢制车刀萘状断口的热处理工艺由于工作疏忽大意造成数百件断面尺寸为12mm×12mm的方形W6Mo5Cr4V2钢车刀产生萘状断口,是报废还是挽救?人们选择后者,采用二退二淬处理工艺,消除了萘状断口。
1)一退一淬。
850~870℃×4~5h,炉冷至500℃出炉空冷(随锻件一起退火)。
1225~1230℃×4min油淬,晶粒度为9~9.5级,550℃×1h×3次回火后硬度为65.5~66HRC。
2)二退二淬。
850~870℃×4~5h,炉冷至500℃出炉空冷,退火后硬度为220HBW。
1220~1225℃×4min油淬,晶粒度为9~9.5级,550℃×1h×3次回火后硬度为65.5~66HRC。
断口正常,呈细陶瓷状。
经消除萘状断口热处理的12方车刀做600℃×4h热硬性试验,硬度为62.5~62.7HRC,做切削试验仍达到一等品水平。
经试验证实,高速钢产生萘状断口可以通过锻造、多次重复退火或稳定化处理加以消除。
三、W4Mo3Cr4VSi钢制车刀的热处理工艺W4Mo3Cr4VSi钢属低合金高速钢,是过热敏感性不强的钢种,晶粒度即使达到8级,也不一定过热。
w18cr4v热处理工艺W18Cr4V热处理工艺W18Cr4V是一种高速钢,具有优异的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性,广泛应用于切削工具、模具和轴承等领域。
然而,由于其高硬度和脆性,加工难度较大,需要进行热处理来提高其机械性能和加工性能。
本文将介绍W18Cr4V的热处理工艺。
1. 热处理工艺流程W18Cr4V的热处理工艺流程包括退火、正火和淬火三个步骤。
具体流程如下:(1)退火将W18Cr4V加热至800℃左右,保温1小时,然后缓慢冷却至室温。
退火的目的是消除材料内部的应力和组织缺陷,提高材料的韧性和可加工性。
(2)正火将退火后的W18Cr4V加热至950℃左右,保温1小时,然后冷却至800℃左右,保温1小时,最后冷却至室温。
正火的目的是使材料的晶粒细化,提高材料的硬度和强度。
(3)淬火将正火后的W18Cr4V加热至1050℃左右,保温1小时,然后迅速冷却至室温。
淬火的目的是使材料的组织变为马氏体,提高材料的硬度和耐磨性。
2. 热处理工艺参数W18Cr4V的热处理工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却方式等。
具体参数如下:(1)加热温度退火温度为800℃左右,正火温度为950℃左右,淬火温度为1050℃左右。
加热温度的选择应根据材料的化学成分、尺寸和要求的性能来确定。
(2)保温时间退火保温时间为1小时,正火保温时间为1小时,淬火保温时间为1小时。
保温时间的选择应根据材料的尺寸和加热温度来确定。
(3)冷却方式退火和正火采用自然冷却,淬火采用水淬或油淬。
冷却方式的选择应根据材料的尺寸和要求的性能来确定。
3. 热处理后的性能经过上述热处理工艺后,W18Cr4V的性能得到了显著提高。
具体表现在以下几个方面:(1)硬度经过淬火处理后,W18Cr4V的硬度可达到63-65HRC,比未经处理的硬度提高了近20%。
(2)韧性经过退火处理后,W18Cr4V的韧性得到了提高,不易断裂。
(3)耐磨性经过淬火处理后,W18Cr4V的耐磨性得到了提高,可用于制造高速切削工具和模具。
高速钢热处理工艺参数的相关设计引言:高速钢组织中含有大量高硬度的碳化物,同时具有高强度以及高耐磨性,但是由于受到热处理工艺的限制,从而使高速钢的应用仅仅限于在刀具制造业中,采用高速钢制造的冷冲模,其工作寿命比较长,并且精度相对较高。
本文就对高速钢热处理工艺中的相关参数设计进行设计,并研究其性能。
高速钢的耐磨性以及硬度与残余奥式体含量有着密切关系,已经有相关研究表明,残余奥式体含量的高低直接影响高速钢的性能。
一般情况下,高速钢的常用材料为w18cr4v,所以,研究高速钢的热处理工艺,实际就是研究材料w18cr4v的热处理工艺参数,对其参数进行相关优化,能够降低加工成本,提高经济效益,对模具产品的制作过程有着重要意义。
一、高速钢介绍
高速钢(high speed steels)也称之为锋钢,是一种具有高硬度、高耐热性以及高耐磨性的工具钢。
最先是由美国的f.w泰勒以及m.怀特在1898年制造出来的,工艺性能、强度以及韧性配合较好。
所以,通常被用来制造比较复杂的耐冲击的金属刀具、薄刃以及冷挤压模具等。
主要的优点就是能够避免熔炼生产导致的碳化物偏析,从而引起的机械性能的降低以及热处理变形等。
高速钢的热处理工艺比较复杂,需要经过退火、淬火、回火等一系列过程,因此,在进行高速钢的热处理工艺时应设计合理的参数以及工艺方
案。
二、高速钢的热处理工艺参数设计
不同的淬火以及回火温度都会影响高速钢的硬度以及耐磨性,因此,为了能够提高速钢的耐磨性以及硬度,必须对热处理工艺参数进行准确设计。
(一)热处理工艺
对材料w18cr4v进行热处理时,工艺流程为:采用1250℃-1350℃进行淬火,采用560℃-580℃进行回火,需要三到四次。
材料w18cr4v 中的主要化学成为c、mo、w、cr以及mn 等,采用铁磁性对残余奥式体进行含量的测定,热处理主要是采用高温箱式电阻以及热炉,将温度控制在100℃-1100℃,控温范围±5℃;加热淬火温度的处理通常设置为1100℃,1150℃,1250℃;最后进行回火处理。
一般情况下,高速钢的回火温度控制在560℃-570℃之间,需要注意的是,遇到对模具质量要求较高的热处理工艺时,应该将回火温度控制在350℃-450℃之间。
采用高速钢制造模具时,淬火后应进行350℃-450℃的回火,但是为了能够进一步的获取稳定以及坚韧的马氏体组织,需要再次进行560℃-580℃的回火,有利于进一步消除内应力。
(二)热处理工艺参数的对材料硬度以及粗糙度的影响
高速钢经过淬火以及回火之后,高速钢中的主要组织就为奥氏体与马氏体,在进行热处理的过程中,碳化物的形状、类型以及分
布并没有明显的变化,但是经过淬火加热温度以及回火加热温度之后,从而使基础组织中的奥氏体与马氏体相对数量就会发生比较大的变化,剩下奥式体就会对材料产生一定的影响。
采用铁磁性法来对剩下奥式体含量以及表面的硬度、粗糙度进行测量,测试原理为ar=[(α0-α)/α0)]×100%,其中ar表示残余奥式体积的百分率;α0表示的是侧标样阳检流计偏转角;α是测被测样块时检流计偏转角。
得到以下数据,如下表1所示:
由上表1中可以看出,根据淬火以及回火的温度值,能够表明,淬火以及回火的温度对参与奥式体含量有着比较大的影响,也就是当淬火温度逐渐升高时,残余奥氏体的含量也就越高,所占的百分比在逐渐下降;同时,当淬火温度比较低时,奥氏体中溶解的碳以及合金元量比较少,并且马氏体转变的终止温度在逐渐升高,也就表明奥氏体的稳定性比较差,残余奥氏体的含量也就比较低。
回火温度升高时,剩下奥氏体含量逐渐减少,呈现反比。
从上表1中还能够看出当淬火温度达到1150℃时,在经过350℃以及570℃的两次回火时,材料表面的强度达到了最大值67.1 hrc,也能够得到比较稳定的马氏体组织,所采取的获试样的表面粗糙度最低。
三、结束语
综上所述,淬火温度以及回火温度对残余奥氏体含量、硬度以及表面粗糙度有着显著的影响,在进行热处理工艺时,充分了解淬火温度与回火温度与硬度以及粗糙组之间的关系,选择合适的温
度。
经过上面的研究表明,当淬火温度达到1150℃时,两次回火的温度为350℃以及570℃时,此时材料的耐磨性以及粗糙度比较好,能够满足工具制作的需要,同时还解决相关资源。
参考文献
[1]吴元昌.粉末冶金高速钢的热处理及其连续冷却转变曲线特征[j].粉末冶金工业,2011,21(4):20-26.
[2]孙宗林,郑伟,刘红苹等.hyw3高速钢热处理工艺与性能研究[j].河北冶金,2012,(10):20-22.
(作者单位:宁波江丰电子材料有限公司)。