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“當(dāng)坯料加熱到工藝要求的溫度后，即開始鍛造。鍛造前，錘砧應(yīng)預(yù)熱到100～200°C，同時(shí)還要根據(jù)坯料橫截面尺寸的大小，以及對(duì)零件的技術(shù)要求，采用最為合適的鍛造工藝，即軸向反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)法、徑向“十字”鍛造法和三向鐓拔鍛造法。操作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“兩輕一重”的鍛造方法,即當(dāng)在高溫段1100～1150°C時(shí)要輕擊，以防止開裂；當(dāng)鍛造溫度在1000～1050°C時(shí)要重?fù)簦员ＷC能打碎碳化物；當(dāng)鍛坯溫度低于1000°C時(shí)要輕擊，以防內(nèi)裂紋出現(xiàn)；當(dāng)鍛坯溫度降至900～950°C時(shí)停鍛。” 高速鋼W18Cr4V是典型的萊氏體鋼，其特點(diǎn)是紅硬性和耐磨性高，而且具有一定的韌性，因而常用來(lái)制作各種刃具和冷作模具。在使用中，導(dǎo)致刃具和冷作模具過(guò)早損壞的因素很多，但主要因素還是鍛造工藝的不合理和熱處理工藝的不合適。對(duì)于W18Cr4 V這種高碳高鉻鋼，碳化物的不均勻度是影響模具使用壽命的決定性因素。為此，改善W18Cr4 V鋼中碳化物的分布狀況是提高刃、模具使用壽命的關(guān)鍵措施。 一、W18Cr4V鋼的性質(zhì) 1.化學(xué)成分 W18Cr4V鋼的化學(xué)成分：wC= 0. 7 %～0. 8 %；wSi≤0. 4 %；w Mn≤0. 8 %；wCr = 3. 8 %～4. 4 %；w Mo≤0. 3 %；wW= 17. 5 %～19 %；wV = 1. 0 %～1. 4 %。 2.成分特點(diǎn) 在鋼中，碳主要與鉻、鎢、鉬和釩(碳化物的形成元素)等形成碳化物，以提高硬度、耐磨性及紅硬性。鎢是提高紅硬性的主要元素，它在鋼中形成碳化物。加熱時(shí)，一部分碳化物溶入奧氏體，淬火后形成含有大量鎢及其他合金元素、有很高回火穩(wěn)定性的馬氏體。在回火時(shí)，一部分鎢以碳化物的形式彌散析出，造成二次硬化。在加熱時(shí)，未溶的碳化物則起到阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用。|MechNet|歡迎登陸中國(guó)機(jī)械專家網(wǎng)www.MechNet.com.cn 釩能顯著地提高高速鋼的紅硬性、硬度及耐磨性。釩形成的碳化物在加熱時(shí)，部分溶入奧氏體，回火時(shí)以細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)彌散析出，造成二次硬化而提高鋼的紅硬性。鉻在高速鋼中主要是增加其淬透性，同時(shí)還能提高鋼的抗氧化脫碳和抗腐蝕能力。鈷也能顯著提高鋼的紅硬性及硬度。 3. W18Cr4V鋼的組織結(jié)構(gòu) W18Cr4 V的鑄態(tài)組織包括呈骨骼狀的、碳化物片狀與馬氏體或屈氏體相間排列的萊氏體，以及黑色組織(δ偏析)和白色組織(馬氏體和殘余奧氏體)。高速鋼的鑄態(tài)組織和化學(xué)成分尤其不均勻，而且熱處理也不能改變，因而必須進(jìn)行壓力加工，將粗大的共晶碳化物打碎，并使其均勻分布，然后再用以制造各種刃具及模具。 二、鍛造工藝 高速鋼加熱時(shí)很容易發(fā)生過(guò)燒，接近此溫度范圍的鍛造很容易出現(xiàn)碎裂，應(yīng)嚴(yán)格控制其加熱溫度。 1.鍛造溫度范圍 W18Cr4 V屬于高合金鋼，其特點(diǎn)是升溫速度慢,鍛造溫度范圍窄。始鍛溫度為1100～1150°C，終鍛溫度為900～950°C。 2.加熱時(shí)間的確定 W18Cr4 V鋼的導(dǎo)熱性差，一般需分段加熱。低溫段加熱溫度為800～900°C，加熱時(shí)間一般按1mi n/ mm計(jì)算。高溫時(shí)快速加熱，加熱時(shí)間一般按0. 5mi n/ mm計(jì)算。加熱時(shí)，為了防止過(guò)熱或過(guò)燒，要嚴(yán)格控制上限溫度。同時(shí)，爐內(nèi)的坯料要裝爐適量，還要不停地翻轉(zhuǎn)，以使其內(nèi)外溫度均勻。 3.鍛造比 鋼錠在鍛造過(guò)程中，其鍛造比都在8以上，因而鍛造比選在5～7之間即可。 4.加熱火次的確定 W18Cr4 V鋼的加熱火次由鐓拔次數(shù)、設(shè)備能量以及操作工人的熟練程度來(lái)確定。根據(jù)我們多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)鍛件的技術(shù)要求，前三火為三鐓三拔，或前四火為四鐓四拔，最后一火修整成形。火次不宜太多，在可能的情況下，應(yīng)盡量減少火次，以免因鍛造抗力過(guò)大而開裂。 三、操作過(guò)程 當(dāng)坯料加熱到工藝要求的溫度后，即開始鍛造。鍛造前，錘砧應(yīng)預(yù)熱到100～200°C，同時(shí)還要根據(jù)坯料橫截面尺寸的大小，以及對(duì)零件的技術(shù)要求，采用最為合適的鍛造工藝，即軸向反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)法、徑向“十字”鍛造法和三向鐓拔鍛造法。操作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“兩輕一重”的鍛造方法,即當(dāng)在高溫段1100～1150°C時(shí)要輕擊，以防止開裂；當(dāng)鍛造溫度在1000～1050°C時(shí)要重?fù)簦员ＷC能打碎碳化物；當(dāng)鍛坯溫度低于1000°C時(shí)要輕擊，以防內(nèi)裂紋出現(xiàn)；當(dāng)鍛坯溫度降至900～950°C時(shí)停鍛。 為避免鍛造時(shí)出現(xiàn)裂紋，鐓粗階段錘擊不易太重,必要時(shí)可先將端部“鉚鍛”后再鐓粗，鐓粗后立即拔長(zhǎng)。拔長(zhǎng)時(shí)，送進(jìn)量要控制在鍛件高度的0. 6～0. 8倍的范圍內(nèi)。送進(jìn)量過(guò)小鍛不透，過(guò)大則會(huì)產(chǎn)生“十字”裂紋。鐓粗時(shí)要避免單面變形或發(fā)生歪斜。拔長(zhǎng)時(shí)翻轉(zhuǎn)毛坯要均勻，拔圓時(shí)要先倒角，不要在同一地方多次錘擊。當(dāng)發(fā)現(xiàn)坯料出現(xiàn)細(xì)小的裂紋時(shí)，應(yīng)及時(shí)加以鏟除后再鍛。 四、鍛后冷卻及退火 ( 1)鍛件鍛后應(yīng)立即放入白灰箱或干砂箱中嚴(yán)埋緩冷，不可有外露部分。鍛件埋入前，白灰或干砂的溫度以100～200°C為宜。小鍛件鍛后，可在爐內(nèi)保溫后隨爐冷至50°C出爐空冷。 ( 2)鍛件冷卻后應(yīng)立即進(jìn)行退火，退火的目的不僅是為了消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度以利于切削加工，同時(shí)也是為了以后的淬火準(zhǔn)備較好的原始顯微組織。W18Cr4V的退火工藝有普通退火和等溫退火兩種(見(jiàn)圖1、圖2)。 五、結(jié)語(yǔ) 通過(guò)對(duì)W18Cr4V鋼的性能分析，進(jìn)一步完善了鍛造工藝，這不僅為刀具的熱處理打下了良好的基礎(chǔ)，而且改善了W18Cr4 V鋼的綜合力學(xué)性能，提高了刃、模具的使用壽命。近年來(lái)，生產(chǎn)的高速鋼鍛件，獲得了用戶的普遍贊譽(yù)。 |