高速鋼是高速東西鋼的簡稱,俗稱“鋒鋼”(因?yàn)樵诳諝庵幸材艽阌?,也稱“風(fēng)鋼”)??v觀目前所有的鋼種,不管其化學(xué)成分、安排、功能之間的雜亂關(guān)系,還是冶煉、澆注、鑄造、輥軋、拉拔、塑性成形和熱處理等整個(gè)制造過程的難度,高速鋼無疑使更難搞的鋼種之一?,F(xiàn)在總結(jié)出高速鋼熱處理的五點(diǎn)辦法,和我們共享。
1.高速鋼分級淬火用鹽浴
從我國有高速鋼鹽浴加熱淬火以來,就沿襲前蘇聯(lián)的5-3-2配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%),即50BaCl2+30KCl+20NaCl,熔點(diǎn)溫度560℃,使用溫度580~620℃。關(guān)于有用尺度在20mm以下的東西或HSS鋼制件,均可到達(dá)65HRC以上的高硬度;HSS-E鋼制件均可達(dá)≥66HRC。我國的東西職業(yè),使用這個(gè)分級淬火工藝,創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)省優(yōu)、部優(yōu)、國優(yōu),闡明它極具生命力。
時(shí)代在發(fā)展,技能在前進(jìn),跟著人們對冷卻速度重要性知道的深化,發(fā)現(xiàn)工件在800~1000℃的均勻冷卻速度<7℃?s,將有碳化物析出而影響硬度及其他功能,于是不惜巨資從歐美引入鈣基分級鹽,其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)即48CaCl2+31BaCl2+21NaCl,熔點(diǎn)435℃,使用溫度480~560℃。國內(nèi)有的廠為簡化配方,改為50CaCl2+30BaCl2+20NaCl,熔點(diǎn)較傳統(tǒng)鈣基鹽略有進(jìn)步,但分級溫度仍維持在480~560℃的水平。
關(guān)于直徑>40mm以上的工件可采用先油冷卻后轉(zhuǎn)分級鹽冷,然后再到硝鹽中分級,這樣能夠保證熱處理后硬度≥65HRC。至于國外的經(jīng)歷,本著“洋為中用、改革立異”的準(zhǔn)則,千萬不行盲從,外國的月亮不比我國的圓,我國熱處理工作者有能力有才智管好用好分級鹽。
2.回火程度及其次數(shù)
高速鋼淬火后有必要回火,并且要及時(shí),回火的意圖有4個(gè):
①徹底消除淬火應(yīng)力。
?、诖偈箽埩魥W氏體充沛分化。
?、郯l(fā)作好的二次硬化效果。
?、艿竭_(dá)所要求的歸納力學(xué)功能和杰出的使用功能。
回火溫度540~560℃,不管是鹽浴淬火還是真空淬火,擬選用KNO3或NaNO3鹽浴,保溫1h。每次回火后必定要冷到室溫方可進(jìn)行下一次回火。回火次數(shù)一般為3次,假如回火不充沛,或經(jīng)等溫淬火者,以及高功能高速鋼制件,均要進(jìn)行4次回火。
回火程度一般分三個(gè)級別,不是依回火次數(shù)為據(jù),而是金相說了算。
一級(充沛):金相上表征為黑色的回火馬氏體+星星點(diǎn)點(diǎn)的碳化物。
二級(一般):單個(gè)區(qū)域或碳化物堆積處有白色區(qū)存在。
三級(缺乏):較大部分視場為白色區(qū),隱約可見淬火晶粒。
欲進(jìn)行蒸氣處理、氧氮處理等東西需在回火溫度區(qū)域外表強(qiáng)化者,回火程度達(dá)二級即可,這樣能夠節(jié)能。
檢查回火程度用4%硝酸酒精溶液侵蝕,溫度18~25℃,侵蝕時(shí)刻2~4min,500倍顯微鏡下調(diào)查,以更差視場為判據(jù)。
3.二次貝氏體處理
為了進(jìn)步刀具的韌性、強(qiáng)度和切削功能,東西廠往往采納一次貝氏體處理,即中性鹽浴480~560℃分級后立即轉(zhuǎn)入240~280℃硝鹽浴中等溫1~2h;二次貝氏體處理適用于形狀極其雜亂的特大型刀具(如模數(shù)>15的銑刀、滾刀以及有用厚度>100mm的有孔刀具),在次貝氏體處理時(shí)發(fā)作40%~50%的下貝氏體,其余是殘留奧氏體及少數(shù)的碳化物,在次回火過程中,就有很多的殘留奧氏體改變?yōu)轳R氏體,次回火出爐后不要放在空氣中冷,而是直接轉(zhuǎn)入240~280℃的硝鹽浴中等溫必定的時(shí)刻,不讓殘留奧氏體改變成馬氏體而改變成貝氏體,即所謂的二次貝氏體處理,這樣能夠削減和避免大型雜亂刀具的開裂傾向。
二次貝氏體處理工藝雖雜亂些,但對避免大型刀具熱處理開裂很有好處。回火過程要緩慢升溫,每次回火應(yīng)低于500℃入爐,回火出爐后禁絕風(fēng)吹,更好靜冷。因?yàn)槎呜愂象w處理,4次回火不必定很充沛,應(yīng)補(bǔ)充一次回火。
4.沖突焊刀具的熱處理
為了節(jié)約貴重的高速鋼,國內(nèi)外普遍采用沖突焊出產(chǎn)φ10mm以上的桿式刀具。沖突焊時(shí)發(fā)作1000℃以上的高溫,在焊縫兩側(cè)很小的區(qū)域發(fā)作較大的溫差,焊后若直接空冷,焊縫的高速鋼一側(cè)發(fā)作馬氏體改變,而結(jié)構(gòu)鋼一側(cè)空冷只發(fā)作珠光體改變,因?yàn)楸润w積的差異,將引起很大的安排應(yīng)力,以致發(fā)作開裂。為此,焊后的刀具應(yīng)立即放到650~750℃的爐中保溫,待料罐裝滿后保溫1~2h退火,爐冷至500℃以下出爐空冷。假如出產(chǎn)量很大,不方便施行上述工藝,應(yīng)將焊件保溫溫度挑選在740~760℃,保溫時(shí)刻延長至2~3h,使焊縫兩側(cè)充沛改變成珠光體+索氏體,隨后空冷再退火。
沖突焊刀具淬火爭辯的焦點(diǎn)為是否超焊縫加熱。超焊縫加熱的論據(jù):改善了焊后的原始安排,考驗(yàn)了焊接質(zhì)量,進(jìn)步了焊縫強(qiáng)度,充沛利用了高速鋼;低于焊縫加熱的論據(jù):為了避免淬火裂紋,避免質(zhì)量膠葛。自焊接刀具真空淬火成功后,懷疑鹽浴淬火超焊縫加熱致裂的聲響少了。
超焊縫加熱的刀具禁止酸洗,假如必定要酸洗,有必要控制好酸的濃度、酸洗的時(shí)刻、酸液溫度三大要素,避免氫脆。
5.深冷處理
高速鋼刀具經(jīng)正常淬火、回火后的安排是回火馬氏體+微量殘留奧氏體+碳化物。高速鋼刀具正常淬火經(jīng)550~570℃×1h×3次回火后,熱處理已達(dá),再經(jīng)深冷處理有弄巧成拙之嫌。奧氏體是鋼安排中極軟的相,其硬度只有200HBW左右,與高速鋼刀具使用硬度65~66HRC相比后能夠看出,過多的殘留奧氏體明顯不會(huì)使刀具高硬度。