一   高速钢的退火处理  

由于高速钢中有较高的碳含量和大量的合金元素，在冶金厂轧制或锻造锻以后。即使空冷的情况下，也会有较高的硬度，因此必须进行退火软化处理，达到标准规定的硬度值才能出厂。工具制造者有时要对高速钢进行锻造成型或为改善碳化物偏析而进行锻造，有时用热轧成型方法制造工具，有时需要对淬火件进行返修等，这都需要对高速钢进行退火。

国内外的实验都表明，高速钢退火时如果保温时间太长，会显着降低工具的使用寿命，因此，选择合理的退火工艺规范非常重要。

 常用高速钢的退火温度和退火以后的硬度见表1 。

▼表1  高速钢的热处理规范  

退火的保温时间根据装炉量等情况有所不同，一般应在3~4h以上。保温后可采用10℃~20℃的速度冷却至600℃以下出炉。也可以采用冷却至740℃~760℃，停留4~5h，再冷至600℃以下出炉的等温退火方法。

高速钢还有一种高温退火方法可以大大缩短退火生产周期，提高退火质量。高温退火的加热温度是由普通退火的840℃~860℃，提高到880℃~920℃。普通退火方法在Ar1点以下保温，由于温度较低，虽然保温时间长，但高速钢仍然不能进行充分结晶，钢材不能充分软化。高温退火时将温度提到到Ar1以上，相变可以瞬间完成，并且进行得很充分，实现了完全再结晶，因此钢材得到充分软化。

▲图1  高速钢普通退火与高温退火工艺曲线a）高速钢普通退火  b）高温退火工艺  

由图可见，高温退火工艺的保温时间大大缩短。高温退火钢材的硬度更低，切削性能更好，切削效率可以提高20%，制成刀具的切削寿命，比普通退火的高15%~20%。

二   可改善加工性能的热处理

改善高速钢的可加工性和表面粗糙度，可以按照表2推荐的工艺对高速钢进行预备热处理。使毛坯的硬度达到280~370HBW。

▼表2  改善高速钢可加工性的预备热处理  

表2中的一次处理方法（工艺方法Ⅰ、Ⅱ）比调质处理（工艺方法Ⅲ）的效果更好。采用此方法处理的高速钢在较大的切削用量条件下，加工的表面粗糙度Ra可以达到1.6μm。

一次处理的方法加热温度较低，在以后加热时奥氏体晶粒度不均匀长大的倾向小。退火前做一次720℃~760℃的退火，可以避免晶粒不均匀长大。

三  去应力  

经塑性变形加工方法制成的毛坯以及冷拉、冷挤压的各种原材料或毛坯，为了消除工的冷作硬化现象，采用720℃~760℃的低温退火方法。对于形状复杂、切削量较大或薄片状工具。为了减少淬火畸变或产生淬火裂纹，常用600℃~650℃的高温回火消除应力。为了消除磨削加工的应力，可在200℃~500℃温度下回火1~2h，粗磨后可在500℃的温度下消除应力，精磨后在200℃温度下消除应力。

四  淬火

说明：以下叙述的高速钢热处理工艺主要适用于盐浴炉。

4.1 预热  

高速钢导热性差，工件不容易热透，淬火加热前必须进行预热。一般要进行两次预热，工艺参数如下：

低温预热：450℃~500℃，保温1~1.5min/mm（空气炉）；    

600℃~650℃，保温0.8~1.0min/mm（盐浴炉）。

中温预热：800℃~850℃，保温0.4~1.0min/mm（盐浴炉）。

尺寸不大，形状简单的工具可以采用一次预热，对于大多数工具来说，以两次预热为好，这有利于减少淬火畸变和开裂，而且第一次预热可以烤干工件表面水分，不会产生溅盐现象，利于安全。

4.2 淬火加热

4.2.1 加热温度   高速钢淬火加热温度的选择，首先是由其牌号成分决定的，同时也要考虑工具的种类和规格，专门针对具体加工对象制造的工具还必须考虑到被加工材料的可加工性和切削规范等使用条件。

各种高速钢的淬火加热温度如表3所示。

▼表3  几种低合金高速钢的热处理规范  

随着加热温度的升高，碳化物不断溶入高速钢基体，高速钢中的残留碳化物数量不断减少。图2显示了W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种高速钢在淬火加热时碳化物数量逐渐减少的情况。

▲图2  高速钢中碳化物数量与淬火温度的关系  

图2中，W18Cr4V碳化物的质量分数加热前在25%以上，加热到1300℃时只有15%左右，W6Mo5Cr4V2高速钢中碳化物质量分数淬火前在20%以上，加热到1300℃时只有10%多一些。

随着碳化物的不断溶入基体，基体中的C、W、Mo、Cr、V等元素含量不断升高，这有利于提高淬火后形成的马氏体的耐磨性和热硬性。图3 为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种高速钢C及W、Mo、Cr、V含量随淬火温度的升高而升高的情况。

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