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M42高速钢热处理新工艺

发布时间 : 2017-05-16
来源:http://www.zzckdz.com/news/89.html
          M42高速钢含有很高的碳量和大量的合金元素。在碳元素与合金元素的共同作用下使材料具有很高的硬度、红硬性、高耐磨性等特点,适于制作各种高精度复杂刀具。M42高速钢刀具传统的热处理工艺为1190~1210℃淬火,550℃回火,一般获得的硬度值在67~69HRC,但成品刀具在使用过程中常出现崩齿、磨损,影响加工产品表面质量。为提高M42高速钢刀具性能,选用国产材料和日本进口材料作为研究对象,对比两种材料在质量上的差异,并改进了热处理工艺。
           试验材料选用国产及日本进口M42高速钢,其化学成分见表1,设计硬度为67~69HRC。将M42高速钢材料加工成Φ15mm×15mm的圆柱试样,并沿轴线在端面钻Φ3mm的孔。试样经BCM 100型中温盐炉850±10℃预热5~10min后,放入BCM75型高温盐炉中分别在1160、1170、1180、1190℃(日本钢)或1180、1190、1200℃(国产钢)下加热150s,之后放入高温硝盐中分级等温2~3min,随后空冷至室温。把经不同温度淬火下的试样分别在520、530、540、550、560、570、580℃下回火3次,第一次回火2h,后两次回火1h。采用Ha150型洛氏硬度计测量试样回火前后的硬度值。硬度测量方法是将试样两端面磨平后,在试样的一端不同区域测量不少于3次,取平均值作为该试样的硬度值。
    表1  M42钢的化学成分(质量分数)%
    试验钢
    C
    Co
    W
    Mo
    V
    Cr
    国产
    1.15
    8.2
    1.80
    9.8
    1.3
    4.2
    日本
    1.10
    8.0
    1.50
    9.5
    1.0
    4.0
     
            结果表明:
    (1)M42高速钢材料淬火态的硬度值不高,一般为63~65HRC,需要回火来提高硬度。但为了得到较好的韧性,淬火温度不宜过高,一般采用1180~1190℃进行加热。
    (2)M42高速钢经520~530℃回火后,其硬度值完全能达到设计要求的67~69HRC,回火温度的提高会使其硬度值下降。
    (3)回火冷速不同,国产M42钢试样的硬度值差别很大。冷却速度高的试件硬度很高,完全符合设计要求;冷却速度过慢会使硬度明显下降;而冷却不充分时,硬度值更低,不能满足设计的要求。因此,应严格控制M42产品回火后的冷却速度,以保证产品质量。
            根据实验结果,可以确定针对具体M42高速钢刀具的热处理工艺参数:采用1180~1190℃进行加热,加热时间按产品大小来确定,冷却采用分级淬火。采用520~530℃三次回火,并严格控制回火后的冷却速度,使每一次回火都能以较快的速度冷却到室温,使材料内部组织转变充分。
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