高速鋼適用的退火工藝
摘要：高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。為了降低其脆性，退火爐的退火工藝有：普通退火、等溫退火、循環(huán)退火、高速球化退火這四種方式。
高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。為了降低其脆性，退火爐的退火工藝有：普通退火、等溫退火、循環(huán)退火、高速球化退火這四種方式。
1.普通退火
普通退火是目前應(yīng)用最廣的高速鋼預(yù)處理工藝， 工藝曲線如圖1 所示。退火可在井式爐或箱式爐中進(jìn)行， 爐中最好設(shè)置可控氣氛， 工件一定要裝箱密封， 以防氧化脫碳。退火后應(yīng)檢查硬度，其方法是：在退火爐的不同部位各取2-3件， 經(jīng)車削后表面達(dá)Ra 2.5 以下， 用布氏硬度計(jì)測(cè)三點(diǎn)， 取算術(shù)平均值為示值（ 以下各工藝測(cè)硬度方法相同）。通用高速鋼退火后的硬度為207～ 255HB，超硬高速鋼允許硬度值上限達(dá)269 HB。退火后的金相組織為：細(xì)小碳化物均布在索氏體基體上。
2.等溫退火
普通退火操作時(shí)間一般要30h以上， 為縮短時(shí)間， 節(jié)約能源， 人們尋找到更好的方法―高速鋼等溫退火工藝， 其規(guī)范如圖2 所示。退火溫度一般為850～870℃ ， 保溫后快冷至等溫轉(zhuǎn)變曲線的拐彎處（730～750℃ ） ，保持一定的時(shí)間， 使奧氏體等溫分解， 然后隨滬冷至500～ 550℃出爐空冷。等溫退火可在空氣爐中亦可在鹽浴爐中進(jìn)行， 當(dāng)在鹽浴中退火時(shí)保溫時(shí)間比在空氣中縮短1 3/左右。
3.循環(huán)退火
蘇聯(lián)在1982年曾報(bào)道高速鋼循環(huán)退火工藝， 在700～850℃兩鹽浴爐中進(jìn)行， 保溫10min或30min。研究表明，循環(huán)退火的時(shí)間不超過(guò)7h，在7h內(nèi)的操作時(shí)間因溫度、鋼種、裝爐量而異。直徑為30mm 以下的毛坯建議來(lái)用675～885℃的無(wú)平臺(tái)循環(huán)退火,尺寸較大的采用小平臺(tái)循環(huán)退火）。實(shí)踐證明， 循環(huán)退火后碳化物相的組織、分布、化學(xué)成分及硬度與等溫退火的差異很小。
4.快速球化退火
高速鋼中的碳化物即使在鍛造溫度下也不能完全溶于奧氏體， 鍛造后冷卻還會(huì)析出部分碳化物， 因而在退火溫度下， 殘余碳化物的數(shù)量相當(dāng)可觀， 它是退火冷卻過(guò)程中奧氏體等溫分解的非自發(fā)核心， 其形狀、大小、數(shù)量和分布對(duì)退火后的組織起著決定性的作用。鍛造后利用余熱進(jìn)行快速球化退火，`是借助于鍛造后鋼中殘留的大量彌散分布的碳化物， 經(jīng)隨后短時(shí)較高溫度的等溫過(guò)程， 使一些碳化物粒子圓形化， 且極微細(xì)的碳化物發(fā)生溶解， 在等溫過(guò)程中基本上完成了球化步驟。而以45℃/h的冷卻速度冷卻主要起到降低硬度作用。
按此工藝，退火后的組織及硬度均優(yōu)于常規(guī)球化退火， 其球化時(shí)間僅為后者的1/4～1/3， 既節(jié)能，退火件又具有良好的切削加工性。
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