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由于高速鋼中有較高的碳含量和大量的合金元素,在冶金廠軋制或鍛造鍛以后。即使空冷的情況下,也會(huì)有較高的硬度,因此必須進(jìn)行退火軟化處理,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的硬度值才能出廠。工具制造者有時(shí)要對(duì)高速鋼進(jìn)行鍛造成型或?yàn)楦纳铺蓟锲龆M(jìn)行鍛造,有時(shí)用熱軋成型方法制造工具,有時(shí)需要對(duì)淬火件進(jìn)行返修等,這都需要對(duì)高速鋼進(jìn)行退火。
國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)都表明,高速鋼退火時(shí)如果保溫時(shí)間太長(zhǎng),會(huì)顯著降低工具的使用壽命,因此,選擇合理的退火工藝規(guī)范非常重要。
退火的保溫時(shí)間根據(jù)裝爐量等情況有所不同,一般應(yīng)在3~4h以上。保溫后可采用10℃~20℃的速度冷卻至600℃以下出爐。也可以采用冷卻至740℃~760℃,停留4~5h,再冷至600℃以下出爐的等溫退火方法。
高速鋼還有一種高溫退火方法可以大大縮短退火生產(chǎn)周期,提高退火質(zhì)量。高溫退火的加熱溫度是由普通退火的840℃~860℃,提高到880℃~920℃。普通退火方法在Ar1點(diǎn)以下保溫,由于溫度較低,雖然保溫時(shí)間長(zhǎng),但高速鋼仍然不能進(jìn)行充分結(jié)晶,鋼材不能充分軟化。高溫退火時(shí)將溫度提到到Ar1以上,相變可以瞬間完成,并且進(jìn)行得很充分,實(shí)現(xiàn)了*再結(jié)晶,因此鋼材得到充分軟化。
高溫退火工藝的保溫時(shí)間大大縮短。高溫退火鋼材的硬度更低,切削性能更好,切削效率可以提高20%,制成刀具的切削壽命,比普通退火的高15%~20%。
二 可改善加工性能的熱處理
改善高速鋼的可加工性和表面粗糙度,可以按照表2推薦的工藝對(duì)高速鋼進(jìn)行預(yù)備熱處理。使毛坯的硬度達(dá)到280~370HBW。
比調(diào)質(zhì)處理(工藝方法Ⅲ)的效果更好。采用此方法處理的高速鋼在較大的切削用量條件下,加工的表面粗糙度Ra可以達(dá)到1.6μm。
一次處理的方法加熱溫度較低,在以后加熱時(shí)奧氏體晶粒度不均勻長(zhǎng)大的傾向小。退火前做一次720℃~760℃的退火,可以避免晶粒不均勻長(zhǎng)大。
三 去應(yīng)力
經(jīng)塑性變形加工方法制成的毛坯以及冷拉、冷擠壓的各種原材料或毛坯,為了消除工的冷作硬化現(xiàn)象,采用720℃~760℃的低溫退火方法。對(duì)于形狀復(fù)雜、切削量較大或薄片狀工具。為了減少淬火畸變或產(chǎn)生淬火裂紋,常用600℃~650℃的高溫回火消除應(yīng)力。為了消除磨削加工的應(yīng)力,可在200℃~500℃溫度下回火1~2h,粗磨后可在500℃的溫度下消除應(yīng)力,精磨后在200℃溫度下消除應(yīng)力。
四 淬火
說(shuō)明:以下敘述的高速鋼熱處理工藝主要適用于鹽浴爐。
4.1 預(yù)熱
高速鋼導(dǎo)熱性差,工件不容易熱透,淬火加熱前必須進(jìn)行預(yù)熱。一般要進(jìn)行兩次預(yù)熱,工藝參數(shù)如下:
低溫預(yù)熱:450℃~500℃,保溫1~1.5min/mm(空氣爐);
600℃~650℃,保溫0.8~1.0min/mm(鹽浴爐)。
中溫預(yù)熱:800℃~850℃,保溫0.4~1.0min/mm(鹽浴爐)。
尺寸不大,形狀簡(jiǎn)單的工具可以采用一次預(yù)熱,對(duì)于大多數(shù)工具來(lái)說(shuō),以兩次預(yù)熱為好,這有利于減少淬火畸變和開(kāi)裂,而且第一次預(yù)熱可以烤干工件表面水分,不會(huì)產(chǎn)生濺鹽現(xiàn)象,利于安全。
4.2 淬火加熱
4.2.1 加熱溫度 高速鋼淬火加熱溫度的選擇,首先是由其牌號(hào)成分決定的,同時(shí)也要考慮工具的種類和規(guī)格,專門(mén)針對(duì)具體加工對(duì)象制造的工具還必須考慮到被加工材料的可加工性和切削規(guī)范等使用條件。
各種高速鋼的淬火加熱溫度如表3所示。