一   高速鋼的退火處理  

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，也會有較高的硬度，因此必須進行退火軟化處理，達到標準規定的硬度值才能出廠。工具制造者有時要對高速鋼進行鍛造成型或為改善碳化物偏析而進行鍛造，有時用熱軋成型方法制造工具，有時需要對淬火件進行返修等，這都需要對高速鋼進行退火。

國內外的實驗都表明，高速鋼退火時如果保溫時間太長，會顯著降低工具的使用壽命，因此，選擇合理的退火工藝規范非常重要。

 常用高速鋼的退火溫度和退火以后的硬度見表1 。

▼表1  高速鋼的熱處理規范  

退火的保溫時間根據裝爐量等情況有所不同，一般應在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周期，提高退火質量。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點以下保溫，由于溫度較低，雖然保溫時間長，但高速鋼仍然不能進行充分結晶，鋼材不能充分軟化。高溫退火時將溫度提到到Ar1以上，相變可以瞬間完成，并且進行得很充分，實現了完全再結晶，因此鋼材得到充分軟化。

▲圖1  高速鋼普通退火與高溫退火工藝曲線a）高速鋼普通退火  b）高溫退火工藝  

由圖可見，高溫退火工藝的保溫時間大大縮短。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推薦的工藝對高速鋼進行預備熱處理。使毛坯的硬度達到280~370HBW。

▼表2  改善高速鋼可加工性的預備熱處理  

表2中的一次處理方法（工藝方法Ⅰ、Ⅱ）比調質處理（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可以達到1.6μm。

一次處理的方法加熱溫度較低，在以后加熱時奧氏體晶粒度不均勻長大的傾向小。退火前做一次720℃~760℃的退火，可以避免晶粒不均勻長大。

三  去應力  

經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象，采用720℃~760℃的低溫退火方法。對于形狀復雜、切削量較大或薄片狀工具。為了減少淬火畸變或產生淬火裂紋，常用600℃~650℃的高溫回火消除應力。為了消除磨削加工的應力，可在200℃~500℃溫度下回火1~2h，粗磨后可在500℃的溫度下消除應力，精磨后在200℃溫度下消除應力。

四  淬火

說明：以下敘述的高速鋼熱處理工藝主要適用于鹽浴爐。

4.1 預熱  

高速鋼導熱性差，工件不容易熱透，淬火加熱前必須進行預熱。一般要進行兩次預熱，工藝參數如下：

低溫預熱：450℃~500℃，保溫1~1.5min/mm（空氣爐）；    

600℃~650℃，保溫0.8~1.0min/mm（鹽浴爐）。

中溫預熱：800℃~850℃，保溫0.4~1.0min/mm（鹽浴爐）。

尺寸不大，形狀簡單的工具可以采用一次預熱，對于大多數工具來說，以兩次預熱為好，這有利于減少淬火畸變和開裂，而且第一次預熱可以烤干工件表面水分，不會產生濺鹽現象，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，首先是由其牌號成分決定的，同時也要考慮工具的種類和規格，專門針對具體加工對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范等使用條件。

各種高速鋼的淬火加熱溫度如表3所示。

▼表3  幾種低合金高速鋼的熱處理規范  

隨著加熱溫度的升高，碳化物不斷溶入高速鋼基體，高速鋼中的殘留碳化物數量不斷減少。圖2顯示了W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2兩種高速鋼在淬火加熱時碳化物數量逐漸減少的情況。

▲圖2  高速鋼中碳化物數量與淬火溫度的關系  

圖2中，W18Cr4V碳化物的質量分數加熱前在25%以上，加熱到1300℃時只有15%左右，W6Mo5Cr4V2高速鋼中碳化物質量分數淬火前在20%以上，加熱到1300℃時只有10%多一些。

隨著碳化物的不斷溶入基體，基體中的C、W、Mo、Cr、V等元素含量不斷升高，這有利于提高淬火后形成的馬氏體的耐磨性和熱硬性。圖3 為W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2兩種高速鋼C及W、Mo、Cr、V含量隨淬火溫度的升高而升高的情況。

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