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高速鋼熱處理工藝參數(shù)如何制定?
高速鋼熱處理工藝包括、退火、淬火、回火工藝。有時(shí)為了提高硬度,提高切削加工后工件表面光潔度,改善組織,為zui后淬火工序作準(zhǔn)備,減少淬火變形,或改善鋼件淬火回火后的性能而采用在淬火前采用調(diào)質(zhì),退火等預(yù)處理工藝。
常用鋼材:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Cr4V4Mo。
1)退火
高述鋼退火使其充分軟化,退火索氏體基體碳化物應(yīng)當(dāng)均勻,顆粒大小適當(dāng)。
(1) 退火溫度確定:
高速鋼的退火屬于不*退火,即加熱到高于Ac1,的溫度,進(jìn)行保溫,然后再以不同的冷卻方式進(jìn)行冷卻。通常各種類型的高速鋼所采用的退火溫度大約都為Ac1+30~50℃。
(2) 退火時(shí)間確定:
一般的時(shí)間是當(dāng)工件透燒后,再保溫1~2h。過長時(shí)間和過高溫度的退火會使碳化物的穩(wěn)定化,淬火時(shí)碳化物溶解能力減弱,引起二次硬化和熱硬性的降低。
(3) 冷卻方法:
在A1以上爐冷,不少廠采用650~700 ℃以下,取出空冷。應(yīng)當(dāng)指出:A1點(diǎn)以下的冷卻,對退火硬度是沒有影響的。所以在控制硬度≤255HB時(shí)出爐溫度不應(yīng)過高。A1以上及整個(gè)A1范圍( 800℃左右)的冷卻速度,一般不應(yīng)大于30℃/h。在500℃以下出爐是可以采取的。
(4) 常用退火工藝曲線:
表7-4 常用高速鋼等溫退火工藝規(guī)范
鋼材
臨界溫度/℃
等 溫 退 火
退火硬度(HB)
Ac1
Acm
Ar1
Ms
W18Cr4V
820
860
760
210
860~880℃溫度段保溫2h;
740~760℃溫度段保溫2~4h;
其余按工藝圖7-5中曲線
≤255
W6Mo5Cr4V2
835
885
770
225
≤255
W12CrV4Mo
835
885
770
225
≤262
2)調(diào)質(zhì)處理:
高速鋼調(diào)質(zhì)處理工藝曲線,見圖7-6,高速鋼調(diào)質(zhì)處理的質(zhì)量控制,一般都以硬度為準(zhǔn)。W18Cr4V的硬度在33~39HRC,W6Mo5Cr4V2的硬度在38~42HRC,
3)淬火:
高速鋼淬火包括四個(gè)方面來:預(yù)熱、加熱溫度、加熱時(shí)間、冷卻。
⑴預(yù)熱:
*次預(yù)熱一般是在空氣爐中進(jìn)行,主要是起烘烤工件的作用。預(yù)熱采用的溫度,大致在500~600℃之間。加熱時(shí)間是根據(jù)工件的有效厚度按1~2min/mm計(jì)算。
第二次預(yù)熱溫度在800~900℃,采用在鹽浴爐預(yù)熱時(shí)加熱時(shí)間按工件的有效厚度按25~30s/mm計(jì)算。為了便于組織生產(chǎn),一般是高溫淬火加熱時(shí)間和各個(gè)預(yù)熱時(shí)間比例為:
高溫加熱﹕中溫預(yù)熱﹕*次預(yù)熱(烘干)=1﹕2﹕3或1﹕3﹕5
⑵奧氏體化溫度
選擇高速鋼的淬火加熱溫度時(shí),首先要考慮鋼的化學(xué)成分。各種型號高速鋼,都有其規(guī)定的加熱溫度范圍。在這個(gè)前提下,由于對工具有各種不同的要求及尺寸形狀,所體選定時(shí)要更為復(fù)雜些。
當(dāng)工件幾何形狀復(fù)雜,厚薄不均,在整體加熱時(shí),容易產(chǎn)生局部過熱,甚至引起變形和開裂。所以在保證必要的紅硬性前提下,適當(dāng)降低淬火溫度。
鋼中碳化物偏析度:對于大型工件,即使經(jīng)過鍛造,也不易使其分布充分均勻,尤其是心部更是如此。這種碳化物不均勻度過大的鋼件,在加熱時(shí),為了防止開裂,宜采用下限加熱溫度,而加熱時(shí)間,可適當(dāng)延長。
對于工具刃部工作時(shí)受熱較高,但沖擊載荷小、形狀簡單的刀具,如車刀、大鉆頭等,則宜采用較高的淬火溫度,獲得較高的熱硬性。
對于返修件,為了防止過熱,也應(yīng)適當(dāng)降低加熱溫度。
W18Cr4V奧氏體化溫度1260~1300℃、W6Mo5Cr4V2奧氏體化溫度1200~1220℃、W12Cr4V4Mo奧氏體化溫度1240~1250℃(高強(qiáng)度薄刃刀具使用)、1260(復(fù)雜刀具使用)、1270~1280℃(簡單刀具使用)。
⑶奧氏體化加熱時(shí)間
通過下式進(jìn)行計(jì)算: t= a×D (秒)
式中:t——加熱時(shí)間(秒);
a——加熱系數(shù)(s/mm);
D——工件的有效直徑或有效厚度(mm)。
此計(jì)算方法的關(guān)鍵在于如何確定加熱系數(shù)。一般加熱系數(shù)8~15S/min。裝爐量大,工件大,壓溫時(shí)間長就去上限(大值);反之取下限(小值)。但是zui短時(shí)間不能少于30秒。
工件的有效直徑或有效厚度的取值方法和結(jié)構(gòu)鋼相同。特殊情況按下列選取:
①圓柱形刀具(如鉆頭、鉸刀等);以外徑計(jì)算;
②扁平形刀具(鋸片銑刀、車刀等),以厚度計(jì)算;
③空心圓柱體(如滾刀),以外內(nèi)徑之差減半計(jì)算;
④圓錐體以距大端h/3處的外徑計(jì)算;
⑤空心圓錐體(如指形銑刀)以外徑乘0.8計(jì)算;
⑥球體以球徑乘0.6計(jì)算。
⑷淬火冷卻:
①氣冷或采用油冷;
②分級、等溫處理可以參考《如何確定模具鋼等溫分級時(shí)的熱處理參數(shù)?》
⑸回火:
高速鋼的回火一般都是采用550~570℃回火溫度,回火保溫時(shí)間1h,回火次數(shù)3次。每次回火之間工件必須冷到室溫后,再進(jìn)行下一次回火。
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