高速工具钢锻件退火及质量控制

2019-04-22 admin
   高速工具钢(高速钢)自诞生以来,作为机械加工中切削刀具的最基础用材料一直被广泛采用。目前,高速钢刀具仍占据着刀具市场的主导地位。尽管镶片硬质合金刀具、全磨制硬质合金刀具的发展十分迅速,但除车刀外,其他品种刀具仍以采用高速钢材料制造为主。对于高速钢刀具而言,尽管存在高速钢冶炼方式的差异,但刀具的耐用与否直接地与高速钢的化学成分以及通过合理的热加工处理,使其建立起“化学成分一组织结构一力学性能”三者的良好的对应关系有关。因此,高速钢刀具材料及热处理工艺的控制,对于保证高速钢刀具的使用性能极为重要。
   高速钢属于高合金莱氏体钢,在实际铸锭凝固时,由于冷却速度较快,合金元素来不及扩散,所以在结晶和固态相变过程中的转变不能完全进行。通常高速钢锻件的铸态组织由鱼骨状莱氏体、黑色组织和白亮组织(马氏体+残留奥氏体)组成。铸态高速钢组织中粗大的共晶碳化物必须反复锻造和多次锻拔将碳化物击碎,使其尽可能成为均匀分布的颗粒状碳化物,然后进行去应力退火,获得索氏体和碳化物的组织。在锻造时要控制终锻温度,温度太低容易导致锻造时开裂;温度太高,会产生晶粒粗大,形成所谓的萘状断口
 

 
   高速钢锻造后或高速钢淬火返修工件都需要进行退火。近年来国内外的试验都说明,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。
   高速钢的范围,退火温度选择略高。退火的保温时间根据装炉量等情况应有所不同,一般应在3-4h以上;保温后可采用10-20℃/h的速度冷却至600℃以下出炉,也可采用冷至740-760℃、停留4-6h、再冷至600℃以下出炉的等温退火方法。近年来,为了缩短退火生产周期,提高退火质量,开发了高速钢锻件高温退火工艺,即退火温度由原先的840-860℃,提高到880-920℃。以前的退火方法由于温度较低,虽然保温时间长,但高速钢仍然不能进行充分的再结晶,钢材不能充分软化。高温退火时相变可以瞬间完成,相变进行得很充分,进行了完全的再结晶,因而钢材能充分软化。
   高温退火工艺的保温时间大大缩短,冷却阶段的保温时间几乎被取消,因而退火周期大大缩短。高温退火后高速钢的硬度比普通退火低,切削性能更好,切削效率可以提高20%,工具的切削寿命比普通退火的高速钢制造的工具提高15%-20%。
 
 

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