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揭秘高速钢的加工和热处理特点
(1)高速钢的锻造:
高速钢的含碳量一般wC≤1.0%,但因其含有大量的合金元素,属莱氏体钢,在钢的铸态组织中含有共晶碳化物,这种碳化物呈鱼骨状分布,使钢的脆性增大。它的分布不能依靠热处理改变,只能由锻造的变形来打碎。因此高速钢的锻造不仅是为了成形,而主要是为了将粗大的莱氏体中的碳化物破碎为比较细小和均匀分布的粒状碳化物。碳化物越粗大,分布越不均匀,则刃具的使用性能越差。大部分刃具的过早失效都与碳化物的粗大和分布不均匀有关,因此对高速钢锻后毛坯碳化物的不均匀性提出级别要求。为了达到上述要求,必须对高速钢反复锻造,或反复镦粗、拔长,直到碳化物合格为止。高速钢的淬透性很高,锻后必须缓慢冷却,以免开裂。
(2)高速钢的热处理:
高速钢的热处理包括锻造后的退火,加工后的淬火及回火。高速钢在锻造后应进行退火,其目的是改善切削加工性、消除锻后残余应力,并为淬火作好组织准备。退火后的组织为索氏体及粒状碳化物,硬度为207~267HBW。高速钢的淬火工艺比较特殊。第一,高速钢含有大量难溶合金碳化物,淬火时必须使其充分溶入奥氏体中,以便淬火后得到高硬度的马氏体,而回火后得到高的热硬性。因此高速钢的加热温度都非常高,一般在1200~1300℃。第二,高速钢合金元素含量高,导热性较差,同时淬火加热温度高,若淬火加热速度太快,容易引起开裂,所以淬火时应进行一次或二次预热。高速钢淬火后的组织由淬火马氏体、粒状碳化物和大量残留奥氏体组成。
为了保证得到高的硬度及热硬性,高速钢一般都在二次硬化峰值温度或稍高一些的温度(通常550~570℃)下回火。并且进行多次(一般是三次)回火。回火的主要目的是消除大量的残留奥氏体。在回火过程中,从残留奥氏体中析出合金碳化物,使奥氏体中的合金元素含量减少,而使其马氏体转变点Ms上升,并在回火后的冷却过程中,一部分残留奥氏体转变为马氏体。每回火一次,残留奥氏体含量降低一次。高速钢回火后的组织为回火马氏体+碳化物+少量残留奥氏体。
高速钢W18Cr4V热处理工艺采用二次预热,1280℃淬火加热,560℃三次回火。
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