W18Cr4V钢热处理工艺研究.doc

W18Cr4V钢热处理工艺研究 胡鹏 （机电11-1 四号） 摘要：本文主要阐述了对W18Cr4V钢热处理工艺的研究，通过查阅书籍资料，询问有经验人士，以及个人对于W18Cr4V钢的了解分析，得出了W18Cr4V钢的热处理工艺主要有三大方面，分别是：退火、淬火、回火。本文就主要围绕这三个方面作了较为详细的阐述。以此来简单谈谈本人对W18Cr4V钢热处理工艺的一点小小的探究。错误之处请多多指正！ 关键词：W18Cr4V钢、二次硬化、油冷淬火、热硬性 高速钢W18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素,其总量超过10%. 特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性,在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具。在产品使用中,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定。 1.1 W18Cr4V钢的化学成分： 其中碳的质量分数为0. 70%～0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体,以保证高硬度和高耐磨性,以及良好的热硬性。钨是使高速钢具有热硬性的主要元素,W18Cr4V钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时, 一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素。有很高回火稳定性的马氏体.。在560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象,使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用。铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解,能显著阻碍奥氏体晶粒长大。 并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响,回火时钒也引起二次硬化现象。 2　组织结构特点： W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体,莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物,这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除,只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具和模具。 1．3 用途： 如车、刨、铣、铰、拉刀、钻头、各种齿轮刀具及丝锥、板牙等，适于加工软的或中等硬度 (300～320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械。 2 热处理工艺： 2.1　退火： 锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷,冷却后应立即进行退火,退火的目的是为了消除 锻造应力,降低硬度以利于切削加工,同时也为随后的淬火作组织准备. W18Cr4V钢常采用等温退火工艺。. 2.2　淬火： W18Cr4V属于高合金工具钢,导热性差,淬火加热时通常要在800℃～850℃进行预热,对于大截面、形状比较复杂的零件,需进行两次预热。W18Cr4V钢的淬火加热温度很高,一般为1270℃～1280℃,在这个温度范围,溶于奥氏体中的合金元素量才会多,淬火后马氏体中的合金元素量相应也高,高速钢的热硬性才会好。 淬火冷却一般采用分级淬火或油冷淬火。 2.3　回火： W18Cr4V钢淬火后残余奥氏体量较多可达30%,为了减少残余奥氏体量,消除应力,稳定组织,提高力学性能,淬火后要在560℃进行回火,高速钢回火时会产生“二次硬化”现象,使硬度得到提高. 由于 高速钢淬火后残余奥氏体量高达30%,经一次回火是不能完全消除的,因此要在560℃进行三次回火.回火后的组织由回火马氏体、少量残余奥氏体、块状合金碳化物组成,硬度达到65HRC以上。 3 结论： 通过对高速钢W18Cr4V性能特点的分析,提出其热处理工艺的合理制定,在实际生产中,W18Cr4V钢采用正确的热处理工艺处理后,用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好,使用寿命长。