W6Mo5Cr4V2麻花钻

钢的热处理工艺课程设计

一、目的

1、深入理解热处理课程的基本理论。

2、初步学会制定零部件的热处理工艺。

3、了解与本设计有关的新技术、新工艺。

4、设计尽量采用最新技术成就，并注意和具体实

践相结合。使设计具有一定的先进性和实践性。

二、设计任务

1、编写设计说明书。

2、编制工序施工卡片。

3、绘制必要的工装图。

三、设计内容和步骤

（一）零部件简图、钢种和技术要求。

图1锥柄麻花钻

技术要求：

钢种：柄部45#钢刃部W6Mo5Cr4V2高速钢

要求：扁尾硬度为HRC25～45 刃部的3/4硬度为

HRC63～65

（二）零部件的工作条件、破坏方式和性能要求分析。

1、高速钢锥柄麻花钻的工作条件：

工具的工作条件比较复杂，各种工具的工作条件又有较大的差异，加工时往往以摩擦为主，常有较大的冲击。机用工具切削速度较高，会产生大量的切削热，有时会发生切削刃软化现象。

作为机床上使用的金属切削工具，其主要工作部分是刀刃或刀尖,刀具在进行切削时，刀尖与工件之间，刀尖与切除的切削之间要产生强烈的摩擦，刀尖要承受挤压应力，弯曲应力，还要承受不同程度的冲击力。同时伴随摩擦会产生高温。

金属切削工具首先应具备高的硬度和耐磨性。在一定条件下，工具的硬度越高，其耐磨性也越高。同时切削工具还具备足够的韧性，否则可能因为脆性过大，

在外力作用下产生蹦刃，折断，破碎等现象。红硬性也是切削工具的重要性能，特别是高速切削工具，红硬性特别重要。

2、高速钢锥柄麻花钻的失效形式

由于工具种类的不同以及使用条件的差异，起失效形式也有所不同。切削工具失效主要由于磨损、横刃、外缘点磨损、崩刃、剥落、折断或加工的工件打不到技术要求等原因造成的

（1）磨损

磨损时切削工具在正常使用情况下最常见的失效形式。当切削工具发生严重磨损时，工具与被加工工件之间摩擦力增大，表现为切削时发出尖叫声或严重的震动，甚至无法切削。

磨损的产生大都是由于工具的切削刃与被切削工件之间的摩擦所产生的。有时也可能是由于在工具表面形成积痟瘤，形成粘合磨损所造成的。

（2）崩刃

崩刃也是常见的失效形式，其中包括大的崩刃，小

的崩刃，掉牙，掉齿等现象，很多的崩刃产生是由于切削时切削刃长期受循环应力所造成的一种疲劳断裂现象。

对间断切削的工具或切削时承受较大的载荷的工具如何提高韧性，减少崩刃非常重要。这类工具要求材料组织均匀，不应有严重的碳化物偏析，热处理硬度不宜过高，不能产生淬火，过热及回火不足等增加工具脆性的现象。

（3）断裂，破碎

切削工具由于受到较大的冲击力或因工具自身的脆性较大有时会产生整体断裂，破碎现象。比如钻头的扭断，折断，拉倒的拉断，折断。工具的断裂，破碎现象的产生与工具本身的韧性不是有关，但不是所有的断裂，破碎现象都是因为工具脆性较大而引起的。

(4)被加工工件达不到要求

在切削过程中，由于工具产生了严重的磨损或工具的切削刃上有明显的崩刃现象，这时工具虽然可以继续加工，但由于被加工工件的尺寸精度或表面粗糙度达不

到技术要求，而使麻花钻不能使用。

3、高速钢锥柄麻花钻性能要其求

刃部要求：

高硬度、高强度、高红硬性、高耐磨性、一定的韧性、良好的钻削性能。

柄部要求：

良好的综合机械性能。

（三）零部件用钢的分析

1、W6Mo5Cr4V2化学成分的作用

表1 W6Mo5Cr4V2高速钢的化学成分表

（1）合金元素的作用

W6Mo5Cr4V2的主要成分为碳、钨、铬、钒等几种元素，各种元素对高速钢产生的作用不同。硅锰可以提高淬透性，同时在热处理时，可以减少工件的形变量，同时增加钢的回火稳定性。碳的作用有两个方面，一是与V、Cr、W等元素形成足够多的碳化物，来提高硬度、耐磨性和红硬性。另一方面还

需一定量的碳溶于奥氏体中。以便获得足够含量的马氏体来保证它具有高硬度、高耐磨性和良好的热硬性。碳含量过高或过低都未必好，必须和其他合金含量相匹配。若含碳量过高，则碳化物数量增加，同时碳化物的不均匀性也增加，导致钢的塑性降低，脆性增加，工艺性能变坏；若含碳量低，则无法保证足够多的合金碳化物，使高温奥氏体和马氏体中的含碳量减少，导致钢的硬度，耐磨性和热硬性变差。钨主要来提高高速钢的热硬性。对增加钢的淬透性也有一定作用。钼也主要是提高钢的热硬性。钒所形成的碳化物比钨所形成的碳化物更稳定。淬火加热时能显著阻碍奥氏体晶粒的长大，当温度超过1200℃时，它才开始明显的溶解。钒碳化物的硬度大大超过钨碳化物的硬度。其颗粒细小，分布十分均匀，因此钒碳化物对改善钢的硬度，耐磨性和韧性有很大作用。特别是提高钢的耐磨性最有效。在回火时钒以细小的碳化物弥散析出, 产生二次硬化而提高热硬性铬可增加钢的铬可增加钢的淬透性，并改善耐磨性，提高硬度。

碳的作用：提高淬硬性和热硬性，随着碳含量的增加淬火回火后硬度和热硬性都增加

钨的作用：获得热硬性的主要元素，在钢中形成M6C 是共晶碳化物的主要组成它还以二次碳化物由奥氏体析出。

钼的作用：Mo 和W可相互取代，故也是获得热硬性的元素，并减小碳化物的不均匀性。

钒的作用：提高马氏体回火稳定性，阻碍马氏体分解同时提高高速钢的热硬性。

铬的作用：铬在钢中主要存在于M23C6中，也溶于M6C 和MC型碳化物，促使其溶于奥氏体，增加奥氏体合金度。淬火加热时，铬几乎溶于奥氏体，主要起增加钢的淬透性作用。

（2）W6Mo5Cr4V2的组织及性能

W6Mo5Cr4V2 钢是一类新发展的高速钢。它属钨钼系高速钢。这类钢兼具有钨系和钼系高速钢的优点。既有较高的红硬性和耐磨性。较小的脱碳倾向与过热敏感性,。同时碳化物较细、分布较均匀。热塑性及韧性较高。