高速钢分级回火工艺

江湖狼

高速钢淬火后要进行560 ℃×60min的3次高温回火，而等温淬火后要进行4次高温回火。  我们根据对高速钢回火机理的分析研究和工艺实践经验的总结，设计了高速钢分级回火工艺。

一、分级回火工艺

高速钢回火的目的，是通过合金碳化物的弥散析出和共格畸变，残留奥氏体的充分转变，淬火应力的消除和组织的稳定，以获得较高的二次硬化硬度、红硬性和一定的强韧性。据此，回火工艺设计为两次回火，第一次为350℃×1h和580℃×1h的分级回火，第二次为560 ℃×1h的补充回火。
  
第一次回火温度最高为580℃, 略高于高速钢二次硬化的峰值温度，  可以在不明显降低室温硬度的条件下，强化回火过程的组织转变，使残留奥氏体在一次回火后就基本完成转变，能获得较高的强韧性，并有利于消除淬火应力。在580℃回火前增加350 ℃分级处理，使之先析出均匀弥散分布的渗碳体质点，以促进随后高温回火时M2C型合金碳化物的析出，并使沿孪晶界析出的碳化物更弥散。因此，分级回火能使高速钢的二次硬化效应更为显著，使红硬性得到提高，并由于沿挛品界的裂纹萌生和扩展困难，也有利于韧性的改善，另外，预分级回火对随后高温回火还可起预热作用。

第二次回火温度仍为常规工艺的温度，主要是对第一次回火冷 却过程新转变的马氏体进行补充回火，以进一步改善强韧性。

二、性能试验结果和分析

试样材料为W6MoSCr4V2高速钢，淬火加热奥氏体晶粒度为9.5~10级，油淬后硬度63HRC，经不同工艺回火后的性能见表1，表中数据为3个试样的平均值。


试验结果表明，W6M05Cr4V2钢淬火后经常规回火、低高温回火和分级回火的硬度都达到65HRC以上，残留奥氏体量皆在3%以内，回火金相组织符合技术要求。但是，分级回火后的红硬性和冲击韧度，比常规工艺回火的有明显提高，而且也高于低高温回火的结果，显示了分级回火工艺的优越性。

三、生产应用效果
现场应用情况表明，高速钢刀具用分级回火代替常规工艺回火后在RJJ-36型电阻炉中回火的生产周期，一般可由11h缩短为7.5h,缩短生产周期30%左右，电能消耗节约26%左右。由于分级回火能改善刀具的红硬性和韧性，刀具的使用寿命也明显提升，其效益可观，例如生产线上使用的高速钢扩孔钻（φ26.43mm），在45钢工件上扩钻φ126mm不通孔，应用分级回火的使用寿命可提高69%