高速钢焊接机用丝锥热处理裂纹分析

目前国内刀具行业普遍采用高速钢(W 6Mo5Cr4V2或W 9Mo3Cr4V)与结构钢 (4 5钢 )焊接方法制造带柄刀具。焊接刀具其优点是节约高速钢材料 ,降低了生产成本 ;缺点是工序复杂 ,且易产生焊接缺陷和淬火裂纹。我厂生产的M 12以上机用丝锥均采用闪光焊接方法制造。加工路线为焊接、退火—粗加工—热处理—精加工—成品。粗加工后外形如图 1所示。热处理后硬度要求 :刃部 6 3HRC～ 6 6HRC ,柄部方尾30HRC～ 4 5HRC。机用丝锥热处理工艺 :刃部盐浴淬火 (M 6 8以上规格等温淬火 )—清洗—回火 (盐浴 )—清洗—方尾淬火、回火 (盐浴 )—喷砂。…     

铝对高速钢(HSS)红硬性的影响

简述了高速钢的应用及发展情况，在此基础上讨论合金元素Al对高速钢红硬性的影响。通过添加适当的价格相对便宜的Al元素，可以进一步提高高速钢的红硬性。发展这种经济型、高性能的加Al高速钢可使高速钢的使用范围得到进一步扩大.     

高速钢丝锥的切削性能

目前,丝锥主要采用高速钢制作。为了解钢的冶炼工艺和显微组织,如碳化物的尺寸和分布、晶粒度等,对丝锥切削性能的影响,采用喷射冶炼和粉末冶金HSF825K、HOP2030和HSF838高速钢制作了螺旋槽丝锥,检测了丝锥的硬度、显微组织和切削性能。结果表明:3种钢丝锥热处理后的硬度均高于66HRC,钢的碳化物的尺寸、圆整度和分布对丝锥韧性的影响比淬火、回火后的硬度和冶炼工艺的影响大。弥散、细小、圆整、均匀分布的碳化物有利于提高丝锥的韧性和切削性能。采用喷射冶炼的HSF825K钢制作的丝锥的切削性能最佳。     

含铝超低W、Mo高速钢的组织和性能

研究了在现有低合金高速钢基本成分基础上，进一步降低W、Mo等价格较贵的稀有合金元素的含量，同时加入廉价的Al和微量N、Nb、RE等元素的超低合金高速钢的组织与性能。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析了超低W、Mo高速钢的显微镜组织及微区成分。对钢的硬度、回火稳定性和耐磨性等性能进行了试验。研究了Al含量对含Al超低合金高速钢热处理工艺及红硬性的影响。     

粉末高速钢丝锥剖析

通过化学成分分析、金相显微镜和扫描电镜等观察,对M12粉末高速钢丝锥进行了剖析.分析结果表明,丝锥中的碳和合金含量很高,其中Co和V含量分别高于10%(质量分数,下同)和4%,合金总含量超过了40%,钢质纯净,夹杂物很少.丝锥硬度高达70 HRC左右,表面经过Ti(C、N)涂层,厚度约2 μm,与基体结合紧密,能够切削硬度高于50 HRC的超高强度钢.丝锥中的碳化物类型为M6C和MC,单颗碳化物直径≤3 μm,分布比较均匀;但碳化物粘连现象较严重,并有部分沿奥氏体晶界延伸生长等过热缺陷,使丝锥脆性增大.这是由于钢中合金含量很高,碳化物数量多且细小,使其容易合并、长大、粘连.因此在粉末高速钢的生产过程中,应根据这些特点合理制定生产工艺并严格执行,避免产生过热,使粉末高速钢的高性能特点得到充分发挥.     

几种丝锥用高速钢的性能比较

对M3、M2和M35钢的淬回火硬度、红硬性、抗弯强度以及相应材料丝锥的切削性能进行了对比试验。结果表明,M3钢和M35钢的淬回火硬度和红硬性显著高于M2钢,M3钢和M35钢的淬回火硬度和红硬性无明显差异;M2钢抗弯强度高于M3钢和M35钢。在1160～1180 ℃淬火,M3钢和M35钢抗弯强度差异很小,在1180～1240 ℃淬火, M3钢抗弯强度小于M35钢;在1220 ℃以上淬火,三种材料的抗弯强度都急剧下降。用于丝锥,M2钢和M35钢淬火温度范围比M3钢宽;M3钢丝锥切削性能高于M2钢和M35钢;随着M3钢韧性和可磨削性能的提高,M3钢有望成为新的丝锥专用高速钢。     

高速钢的红硬性

测定了6种高速钢的红硬性，结果发现高速钢的红硬性主要决定于淬火加热时溶入奥氏体中的碳化物的量，Co只能提高二次硬化效应，但不能提高红硬性，600℃以上，M42的 红硬性低于M2Si－4及M2Al。     

GV3高速钢丝锥微观组织及切削性能

对新型GV3高速钢丝锥与传统M2高速钢丝锥的切削性能、化学成分和热处理后的微观组织进行了对比分析。结果表明,GV3高速钢与M2高速钢相比,适当提高了含碳量,同时含有较多的V和W元素。V和W元素在钢中能形成均匀细小的VC和W2C碳化物,淬火过程中阻碍奥氏体晶粒的长大,形成细晶粒组织;回火过程中VC和W2C以极细小质点弥散析出,形成钢的二次硬化,不仅明显提高钢的硬度、耐磨性和红硬性,而且保持了良好的韧性和抗冲击性能。因此GV3钢丝锥不仅在常规切削速度(6.3 m/min)下具有良好的切削性能,而且在较高切削速度(10 m/min)下,仍然具有优良的切削性能。     

高韧高硬高速钢的研究

研制开发了一种碳化物尺寸甚小、硬度高于HRC67的高韧高硬高速钢,即25W3Mo4Cr2V7Co5钢。其锻造性能远优于传统高速钢,热处理工艺仅略复杂于传统高速钢。用化学分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度和显微硬度测定法研究了渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层深、表面硬度和硬度梯度的影响规律。结果表明,25W3Mo4Cr2V7Co5钢的共晶碳化物尺寸细小(其平均尺寸约为2～4μm,最大尺寸仅约为8μm,仅及超硬高速钢M42的1/3～1/2);经最佳渗碳规范处理后,其碳化物平均尺寸仅为4～6μm(最大尺寸仅为10μm),其硬度可达M42的硬度水平,即HRC67～70。     

低温回火对高速钢红硬性的影响

以高速钢M2为实验材料,在原有工艺基础上增加一次360℃×1h回火,结果其红硬性提高了3HRC.主要原因为低温回火形成的M_3C更加细小、弥散,减少了大尺寸M_3C的数量,为形成合金碳化物提供了有利的形核条件.而直接高温回火,合金M_3C的析出不完全,并伴随其他碳化物的析出,因此不能完全发挥合金元素的弥散强化作用.     

对焊高速钢丝锥的三硝水溶液整体淬火

由HSP15超硬高速钢刃部和45钢柄部堆焊的手工丝锥可在硬度高达48～52HRC的超高强度钢零件上攻螺纹。这种对焊丝锥的传统热处理工艺是刃部、柄部分别处理。后采用在三硝水溶液中整体淬火的工艺处理,从而简化了工艺过程,节省了能耗,消除了淬火油烟,而且丝锥的硬度和耐磨性比按传统工艺热处理的丝锥更好。改进后的热处理工艺已成功地应用于对焊丝锥的生产。     

高速钢丝锥的硫氰共渗

研究了高速钢淬火后经低，高不同温度回火加上硫氰共渗对其力学性能和耐磨性能的影响，试验结果表明：经上述适当工艺处理后的试样弯曲强度，冲击韧度和硬度都有改善，高速钢丝锥耐磨性和使用寿命显著提高。     

热处理工艺对高速钢硬度的影响

采用正交试验法考察了不同热处理条件对高速钢组织和硬度的影响。试验表明在考察温度范围内,随淬火、回火温度的提高,高速钢的硬度先增加而后降低,采用1100℃淬火和530℃回火的热处理工艺能获得较高的硬度。     

V-Cr-Mo-Nb-W高速钢回火抗力的研究

对新型V-Cr-Mo-Nb-W复合轧辊用高速钢空冷淬火、回火后的力学性能和金相组织进行了研究。结果表明,当加热温度低于800℃空冷淬火时,随着温度的升高,V-Cr-Mo-Nb-W复合轧辊用高速钢的硬度值不断降低;当温度为800℃时,硬度值最低;处理温度为800~1050℃时,随温度的提高硬度不断提高,在1000~1050℃内硬度达到最高值。该钢具有良好的回火抗力,经1050℃×1 h空冷淬火、600℃回火后硬度>58HRC。不同的铸造条件对材料硬度的影响不大。高速钢材料在800℃空冷淬火处理后软化性能最好,便于加工。