《合金钢的水爆淬火》发表于《热加工工艺》1985年第1期,讲的是合金钢Cr12MoV和GCr15在盐浴中加热后,经过74℃以上的热水,水爆几秒后再油冷,硬度均匀、清洗方便。因为74℃以上的热水在低温阶段的冷却速度比油还慢。后来,有人用沸水淬火代替W18、M2的调质。加热温度845~855℃,水温≥75℃,水爆2~4秒,硬度35~43HRC。
高速钢采用沸水淬火进行“调质”处理,其加热温度比用油冷却更低一点吧?水爆时间的掌握应该是很关键的;水爆冷却后是否还要转入其它介质进行冷却?
合金钢的水爆淬火要回火的,高速钢不要,因为目的不同。
完全同意你的观点,高速钢的调质和毛淬火控制要方便些。
高速钢在加热过程中,溶解最快的是Cr,其次是W和Mo,比较难溶解的是V的碳化物。淬火加热中碳化物的溶解程度对刀具热处理后的性能有很大的影响(值得注意的是,仅仅硬度是不能代表的)。如果碳化物溶解良好,马氏体中的合金度就高,刀具就具有高的硬度和红硬性。碳化物溶解既要良好,而又不能出现过热现象,所以,采用合适的加热温度和加热时间是非常重要的。
高速钢淬火后未回火前,保留了较多的残余奥氏体(约20~30%),这时的硬度并不能反映其真实性,只有奥氏体晶粒度是能够反映出最终硬度值的。所以,我们高速钢淬火后从来不检测硬度,这也是高速钢热处理的一个特点! 不知道大家在高速钢淬火后未回火前是否检测过硬度? 们检测过,虽然不是真实硬度,但会有一个参考值。正常的话,偏差都不大。
以W18Cr4V为例,刀具常规的淬火温度为1270~1280℃,如果用1200℃淬火其硬度在未回火前(560℃)也能达到63HRC,但经过560℃回火,硬度便直线下降,只有59~60HRC。所以,高速钢淬火后的硬度检测是无意义的!只有淬火后的奥氏体晶粒度才能反映出其真实的硬度值! 个人意见,欢迎大家指正!
同规格刀具,常因材料不同而使热处理工艺各异,尽管硬度完全相同,但刀具寿命不尽相同,甚至有较大的差距,就是同炉号相同材料制造的同规格刀具,也会出现上述情况。硬度只是表面现象,金相组织才是本质的东西,光测硬度不看金相不可取。高硬度并非高寿命,刀具寿命的高低,还与原材料碳化物偏折、淬火晶粒度、碳化物溶解程度、回火情况、过热级别等诸多因素有关。通过何种热处理工艺达到工艺要求的硬度值,历来是热处理行家们关心的问题,其中淬火加热温度最为重要,稍有疏忽,就会出现质量问题。
对高速钢热处理来说,“硬度只是表面现象,金相组织才是本质的东西!”周工的这句话勘称经典。 不同的刀具即使材料相同,热处理的淬火温度也是有差别的,决不能一概而论。这个温度上的差异在硬度上并不会表现出来,甚至是没有差别的,但是在金相上却是不同的。 这也是高速钢热处理的一个最大的特点! 高速钢淬火加热温度一定时,合理的加热时间是很重要的;过长的加热时间对工件的硬度和红硬性不会起提高的作用,却会使晶粒度长大,机械性能降低,并容易引起工件的氧化和脱C。
如果淬火欠热,硬度偏低,拉刀齿部易钝,硬拉是容易发生断裂和掉齿现象的。 刀具的刃磨入手,对比两家拉刀的刃形各要素以及强度相关的尺寸,以及刃磨的精度等等。比如前角、后角、每齿切削量、容屑槽尺寸、齿宽和齿间距、芯圆直径,以及有无应力集中、导向部分的精度等等。 肯定有不一样,且足以起负面作用的地方。 曾经遇到过一种机用丝锥易断,后究其原因,竟是容屑槽磨深了,芯圆太小所致。国人差不多就行的恶习,正是谬之千里的根源。 因为我们很多的机械设计人员“仿造”能力应该是具备的,且刀具设计也是有标准的,怕就怕那些一知半解的“三脚猫”的所谓的“创新”。 高速钢和其他材料一样,发生开裂主要是受到组织应力和热应力的影响。在热处理工艺比较规范的情况下,开裂现象的主要原因在于材料存在的缺陷,特别对高速钢而言。这是我接触高速钢这么多年的体会,我们过去的高速钢工艺是比较规范的(我在前面说过,和上海工具厂是一脉相传的)所以很少发生高速钢淬火开裂的现象 我们过去一批锻造师傅大部分是无锡老师傅,哈哈~~水平就象你说的哪样!高速钢的锻造有一定的难度,但确实是很重要的。 我们过去产生的锯片铣刀非常耐用,有许多厂家生产的同类产品在使用性能上和我们的相差很大。什么原因?就是我们是经过锻打的而别的厂家是直接在钢板上下料的。
回75#楼超版:高速钢的低温淬火肯定有一个下限温度。 高速钢的退火组织为细珠光体基体上分布着合金碳化物,这些碳化物的类型很多,结构复杂,除合金渗碳体外,主要还有Cr23C6、VC与(Fe,W)6C。 根据高速钢的合金化原理和特点,高速钢在加热过程中的组织转变主要是珠光体向奥氏体转变和各种合金碳化物的溶解。其中,珠光体向奥氏体的转变,在高速钢加热到Ac1点以上的预热温度范围即可发生,但合金碳化物的溶解则根据其类型和形态不同,自900°C一直持续到1300°C以上。在这个过程中,铬的碳化物900°C开始溶解,到1100°C时几乎全部溶解与奥氏体中;钒的碳化物在900~1000°C几乎不溶解,只有到1000~1200°C时才迅速溶解;钨的碳化物在950~1150°C虽然开始溶解,但其溶解量很小,在1150°C以上时(Fe,W)6C型碳化物迅速溶解,但到1320°C时还未完全溶解。 所以,在通常情况下,为了使合金碳化物充分溶解于奥氏体中就必须使高速钢的淬火温度提高到接近溶化温度。为了使高速钢的强度和韧度兼而得之而提出的强韧化(主要用于高速钢模具的情况)淬火,淬火温度固然可以降低,但降低到多少为最佳,理论上显然不能提供确切的数据。这需要进行反复试验和验证,才能找到强度和韧度的“兼容”点。 根据上述分析,并参考近年来一些相关文献的研究成果,我个人认为,其淬火温度应不低于1180°C。 高速钢采用低温淬火的话,一般不低于这个牌号常规温度之下100℃,W6MO5Cr4V2常规淬火温度为1220℃,也就是说在1120℃左右范围,因为温度太低,高速钢材料的特性不能发挥。但是,图纸要求 49-58HRC,比较低,建议淬火温度1100℃,600℃回火。 可以先试验一个,把结果告知,有问题再交流
材料W6的模具他们采用了三种热处理温度进行淬火并进行质量跟踪: 第一次:1110℃,使用效果不好,容易脆断。 第二次:1050℃,使用效果有进步。 第三次:1000℃,使用效果非常好。 是什么模具没有问清楚。 请教沈工.是否用试块校验过高温盐炉炉温.?试块为何材料.?具体如何校验及校验的精确.度?
高工不必这样客气,你可是处理高速钢的“大家”。 你所提出的问题是让大家了解我们在进行高速钢操作时怎样确定高温盐炉炉温的精确度的吧?具体是这样的: 在正式开始生产前,我们先进行测温,然后用一小钻头作为试样,(一般都是从W18开始到W6进行淬火),看奥氏体晶粒度是否合适,一般控制在9~9.5#范围。如果在此范围就可以大批量生产,如果晶粒度或高或低,就调整温度的高低,直到合适为止。在生产过程中,每半小时看一次金相。 不知道高工你们是怎样控制炉温的精确度的? 我们测温方式和你们的不同,用高温辐射镜连接大华仪表进行温度控制,在正式开始生产前用UJ33a电位差计进行校温,在生产过程中,用WJJ2-201光学高温计经常进行温度检测,结合每半小时看一次金相,因为奥氏体晶粒度是能准确反映出炉温的波动的。
高速钢淬火的温度控制要达到其准确性,高温辐射镜头的使用要注意以下几个方面的细节: 1.在未正式生产前,要用镜头纸仔细擦拭高温辐射镜的镜头,使镜面保持清洁。 2.检查高温辐射镜的镜头是否对准炉面的左前角,位置是否恰当? 3.在使用过程中,高温辐射镜的冷却水是否中断或水压是否正常? 碳化物不均匀性对对热处理性能的影响: 1.过热敏感性的影响:在相同的加热条件下,碳化物集中处容易过热,容易发生开裂现象,因为碳和合金道路集聚,使材料的熔点降低。 2.对淬火晶粒度的影响:容易使晶粒大小不均匀,降低机械强度。 3.对硬度和红硬性的影响:碳化物不均匀度严重时,因为碳和合金元素在奥氏体中的溶解程度减少,降低了产品的硬度和红硬性。 4.对回火组织的影响:碳化物不均匀性严重时,经过3次回火后,可以看到在碳化物集聚处会留有不易受浸蚀的灰白色区域。原因是碳和合金元素的集聚,使Ms点下降,保持了比较多的残余奥氏体,由于碳和合金元素的作用,使残余奥氏体比较稳定,就会发生回火不足的现象。使得组织不均匀,内应力集中,容易引起产品的变形和开裂。
锻件退火后检查技术条件 1、表面质量要求: (1)断口应均匀细致、无白斑、缩孔和裂纹; (2)表面氧化皮最大厚度不超过0.4mm; (3)不允许有严重超差的表面凹坑、折叠、裂纹等锻造缺陷。 2、硬度要求: W18Cr4V退火后硬度要求范围为207~255HB 。 3、尺寸要求: (1)经锻后的高速钢成型刀具的尺寸应在锻坯图规定尺寸公差之内; (2)锻坯件表面凹坑、折叠、裂纹等缺陷深度不得超过允许公差的一半。 4、组织要求: (1)高速钢碳化物不均匀度检查应按相关最新标准进行; (2)锻件碳化物不均匀度的检查视生产情况定期抽查; (3)进行碳化物不均匀度金相检查时,受检查的试样必须经淬火与回火。所取试样一般为两个。每个试样可观察两个垂直面,如一面合格、一面不合格≥2级,该试样即不合格,但允许在相应两个部位取样重试,若重试合格,则判合格; (4)各种刀具碳化物级别: a 齿轮滚刀:≤4-5级; b 齿轮铣刀:≤4级; c 粗齿圆柱形铣刀:≤4级; d 车刀:≤5级。 刀具磨损之原因:(参考资料) 刀具磨损的原因比较复杂,但大体上或主要可以分成两类: 1.机械磨损:由切屑与刀具前刀面、工件加工表面的弹性变形与刀具后刀面之间的剧烈摩擦而引起的磨损,称为机械磨损在切削温度不太高时,由这种摩擦引起的机械擦伤是刀具磨损的主要原因。 2.热磨损:切削时,由于金属的剧烈塑性变形和摩擦所产生的切削热,使刀刃的硬度降低而失去切削性能所引起的磨损,称为热磨损。 除了上述两种磨损外,还有以下几种磨损: 高温高压下,刀具与工件材料间会出现粘结现象,并有一部分刀具材料被切屑带走,使刀具产生粘结磨损。 在更高的温度下,刀具材料中的某些元素(如钨、钴、钛等)将向工件材料内扩散,从而使刀具切削部分表层的化学成分改变,也降低了刀具强度和耐磨性,使刀具产生扩散磨损。 对于高速钢刀具,在较高的切削温度下,刀具表层的金相组织会发生变化,使硬度和耐磨性降低,将会出现相变磨损。 造成刀具磨损的主要原因一般是机械摩擦造成的机械磨损。 碳化物不均匀性对切削寿命的影响: 由于碳化物的不均匀性影响碳和合金元素在奥氏体中的溶解程度,会影响钢的强度、硬度和红硬性,这就降低了刀具的切削性能,使刀具容易崩刃和磨损。所以高速钢锻造非常重要,应该反复进行,使碳化物分布均匀。 对于锻造我们过去有这样一种说法,锻造好比揉面团一样,一定要揉透,不能有生面粉存在。所谓的“生面粉”就是碳化物,碳化物分布均匀,使用性能会大幅度提高。
高速钢的临界点AC1一般在820℃左右,如果象一般过共析钢那样,只加热到AC1以上50~70℃的温度,高速钢中的大量的高熔点合金碳化物根本无法溶解,淬火后达不到高硬度且回火稳定性极差,用较低的温度回火,硬度就直线下降,也就是说没有红硬性,所以必须用高于AC1400℃以上的温度进行淬火加热。 在此温度下加热还有许多的过剩的碳化物未溶于奥氏体中,其作用可阻止晶粒的长大。如果温度过高,晶粒会显著长大,并在晶界上形成网状碳化物(过热);如果温度再高,则会使晶界发生熔化,出现共晶莱氏体(过烧)。严重过热或过烧的刀具脆性很大,是无法使用的。 高速钢刀具在热处理之前的组织状态应为索氏体+合金碳化物; 高速钢刀具加热到AC1以上的预热温度,便发生第一次组织转变,这时铁素体开始转变为奥氏体,而合金碳化物溶解很少,奥氏体中的含碳量和合金元素含量都非常低。随着加热温度的提高,碳化物逐步向奥氏体溶解,从而使奥氏体中的含碳量和合金元素含量增加。 高速钢刀具加热温度偏低,奥氏体中的含碳量和合金元素就低,虽然反映在硬度上不是很明显,但会丧失红硬性。 相反,高速钢刀具加热温度过高,则晶粒度明显增大,同时碳化物发生变形并逐步沿着晶界扩展连成碳化物网状,这就是高速钢的过热。 如果温度继续升高,晶界首先发生熔化,便会出现共晶莱氏体和黑色组织,这就是过烧了。 高速钢的回火温度在550~570℃范围,一般都是采用560℃(硝盐炉)进行回火,如果使用井式和箱式电阻炉回火,因为导热方式和均匀性的差异,回火温度可以抬高10~20℃。 高速钢刀具淬火后,经560℃的温度回火,可使高速钢的硬度达到最高值。回火时各类合金碳化物从固溶体中呈细小分散状析出,且不易聚集,提高了钢的硬度,产生了所谓的“弥散硬化”的现象。回火后残余奥氏体在冷却过程中也会转变为二次马氏体,这也是钢的硬度升高的原因。这就是高速钢所谓“二次硬化”的现象。 高速钢三次回火是针对硝盐炉而言,如果采用井式和箱式电阻炉回火,应进行四次,回火温度可以抬高10~20℃,并适当延长回火保温时间。这一点我在274楼已有说明。 如果是等温淬火的产品,也应该进行四次回火(硝盐炉)。
高速钢的回火温度在550~570℃范围,一般常用回火温度为560℃。如果提高回火温度(在600~650℃范围),那么固溶体中析出的V和W的数量会增加,合金碳化物析出更加显著,并且在某种程度上碳化物发生团聚,所以, 硬度会随着回火温度的升高而降低,但同时冲击韧性会提高, 真空炉淬火高速钢的,我用分压,这样不会把里面成分跑出来,,不知到你门是怎么搞的,我也想学一下啊.
我对真空炉淬火并不熟悉,但你采用分压是正确的,高速钢和高合金钢真空炉淬火不采取分压,合金元素是很容易挥发的,我在99楼和100楼的朋友杨青海也有回复,你可以看看。
美国ASTM :M42 ,中国GB :W2Mo9Cr4VCo8。 这个牌号的高速钢常规淬火为1160~1180℃,回火温度用560℃(三种温度中最高的)硬度越高,这个是很正常的!因为用这个回火温度,是高速钢“二次硬化”的最佳温度。但高速钢并非是回火温度越高,硬度就越高;如果温度再高,硬度就会下降。 如果M42用1180℃淬火,用560℃温度回火“二次硬化”的现象更加显著,更能说明问题! 骂人者没有道理! 关于高速钢刀具整体高速钢刀具柄部和刃部的处理方法: 如果是高速钢(W6)钻头,可以整体预热(840℃),在1220℃淬火温度中浸柄部3~5s(浸柄时间根据柄部不同的规格进行调整),再继续加热刃部,一次完成柄部和刃部的淬火,最后一同在560℃中回火3次既可。 此处理方法可适用于任何整体高速钢刀具的柄部和刃部的处理 返工件重新淬火一定要经过退火处理,这是必不可少的;如果直接进行淬火,就会得到萘状断口。产生这种萘状断口的原因,主要是由于奥氏体晶粒发生不正常的长大,会产生极大的脆性,只能报废。
因为高速钢对温度的敏感性很大,所以书本上的规律、数据只能作为参考。这是高速钢热处理和普通材料热处理的一个很大的区别点。 对于高速钢热处理是否达到“最佳值”,请问凌工鉴别的标准是什么? 我来告诉你什么是分级淬火: 分级淬火是将奥氏体化的工件直接淬入低温(MS附近)热浴(盐浴、碱浴或铅浴)中冷却并停留一定时间,使工件心、表温差缩小(或趋于均匀),然后取出空冷,使马氏体转变在缓冷的条件进行。因分级淬火在马氏体转变时,内外温度已接近一致,其内外的组织转变趋于同步,内应力大大降低,从而大大降低了变形开裂趋势。分级淬火适用于中等合金化和高合金化的、具有较高淬透性的中小模块(如3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si、Cr5MO1V、Cr4W2MOV、35Cr3MO3W2V、4Cr5W2VSi等)。 分级淬火的关键是正确掌握淬火温度、分级(热浴)温度和分级时间。 分级淬火的奥氏体化温度比普通淬火高10~20℃,分级温度则取决于钢的淬透性、技术要求、工件大小等因素。一般高淬透性的钢可采用:MS+(10~30℃),为增大淬硬层厚度,对较大工件可采用MS-(30~40℃)的分级温度。 分级时间(热浴保持)按4min/25mm计算,或用τ=30+50d(s)(d为工件有效壁厚)计算,有文献介绍分级停留2~5min失于笼统。 实验证明,分级淬火的冷却速度低于水,仅适用于中小模块,这是因为大型模块作分级淬火时,要想在一完全避免贝氏体转变的保温时间内获得均匀的温度是不现实的。 高速钢的热处理新工艺 高速钢传统的回火工艺为3次560℃×1h,既能使残留奥氏体几乎全部转变成马氏体,又能消除马氏体相变产生的应力。该工艺的缺点是耗时耗能。徐祖耀在上世纪50至60年代对此进行了大量的实验和理论研究。一定温度(TC,为奥氏体催化和稳定化的临界温度)之上加热具有促进奥氏体转化的作用,称为催化(conditioning)作用。回火温度催化奥氏体转变的效果,以冷却过程中转变为马氏体的开始温度M’来表示,提高M’较多意味着催化作用的效果较大。M’温度随着残留奥氏体量的增加而下降,并随奥氏体的碳含量而变化。徐祖耀等在上述研究的基础上又进行了大量的实验,结果表明,回火时先经高温保温再在较低温度(高于TC)保温(分级回火),则催化作用的效果不但具有叠加性(additive),而且在总时间相同的情况下,有时好于高温保温的效果。例如,对于W18Cr4V钢,采用分级回火工艺590℃×30min+560℃×60min,其催化作用达到传统的3次回火工艺的效果;如果采用590℃×20min+560℃×30min+560℃×60min的回火工艺,其催化效果、钢的力学性能和切削性能均超过传统的3次回火工艺。 徐祖耀提出了奥氏体催化和稳定化的临界温度概念,即回火时先经高温保温再在较低温度(高于TC)保温(分级回火)可实现奥氏体催化作用。在TC以下和M’之上保温可实现奥氏体稳定化(即降低了M’温度)。徐祖耀等提出了催化作用的模型,即可认为催化是奥氏体稳定化的可逆过程,它涉及自由位错的重排,α-γ界面位错圈(interface loops)的形成和由空位、溶质原子所形成的气氛的消除。 蒸汽处理: 高速钢刀具在540~560°C过热蒸汽(炉内蒸汽压力为9.8~49.0kpa)中加热1~1.5h(可与回火同时进行),表面形成一层2.5~5.0μm均匀而致密的Fe3O4膜,呈蓝色,多孔,能贮油,有润滑减摩作用。可提高刀具与被切削材料的粘合温度,使刀具韧部不易结瘤,从而延长刀具寿命。 |
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