年产1200万件W6Mo5Cr4V2高速钢直柄麻花钻头热处理生产线
高速钢
制作工艺
高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段 进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用 时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部 组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步 提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。
高速钢一般不做抗拉强度检验，而以金相、硬度检验为主。
钨系和钼系高速钢经正确的热处理后，洛氏硬度能达到63以上，钴系高速钢在65以上。钢材的酸浸低倍组织 不得有肉眼可见的缩孔、翻皮。中心疏松，一般疏松应小于1级。
金相检验的内容主要包括脱碳层、显微组织和碳化物不均匀度3个项目。
1.高速钢不应有明显的脱碳。显微组织不得有鱼骨状共晶莱氏体存在。
检验高速钢碳化物不均匀度与试样的腐蚀时间有关。有关标准中只提出腐蚀要适当不能过腐蚀，这一点往往 被人们所忽视。实践证实，如果发生了过腐蚀，就会将碳化物染黑，表现出不均匀程度改善的假相，就可能将质 量不好的高速钢误判为优质钢，这一点尤为重要。
谢谢观看
2.高速钢中碳化物不均匀度对质量影响最大，冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别十分重视。根据钢的 不同用途可对碳化物不均匀度提出不同的级别要求，通常情况下应小于3级。
包装检验
包装
检验
成捆交货，用铁丝捆扎，并有标牌标明炉号，规格等印记。但对冷轧钢还要涂防锈ຫໍສະໝຸດ ，并用防潮纸包裹，对 银亮钢还应装箱。
钢号：W6Mo5Cr4V2(M2) 硬度HRC：63-66 抗弯强度/GPa：3.5-4.0 冲 击 韧 性 / （ M J m ²） ： 0 . 3 0 - 0 . 4 0 600℃时的硬度HRC：47-48 特点：强度高，热塑性好，耐热性、可磨性稍次于W18Cr4V，可用普通钢玉砂轮磨削 主要用途：适用于制作热成形刀具和承受冲击、结构薄弱的刀具 钢号：W14Cr4VMnRE 硬度HRC：64-66 抗弯强度/GPa：约4.0 冲 击 韧 性 / （ M J m ²） ： 约 0 . 3 1
麻花钻的热处理工艺
目录一、前言―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――2二、零件名称――――――――――――――――――――――――――――――――――――4三、服役条件――――――――――――――――――――――――――――――――――――4四、失效形式――――――――――――――――――――――――――――――――――――4五、性能要求――――――――――――――――――――――――――――――――――――6六、材料选择――――――――――――――――――――――――――――――――――――6七、合金元素的作用―――――――――――――――――――――――――――――――6八、热处理工艺性能分析――――――――――――――――――――――――――――8九、材料的组织性能与各种热处理工艺的关系――――――――――――――9十、工艺路线――――――――――――――――――――――――――――――――――――9 十一、表面处理――――――――――――――――――――――――――――――――――17 十二、检验项目――――――――――――――――――――――――――――――――――18 十三、缺陷及其分析―――――――――――――――――――――――――――――――20 十四、绘制工装图及辅助工序―――――――――――――――――――――――――22 十五、参考资料――――――――――――――――――――――――――――――――――23一前言金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的一种工艺。
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的一种工艺。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
群钻的特征和使用性能
群钻的特征和使用性能普通麻花钻受其固有结构的限制，其几何形状存在着某些缺陷。
通过对其切削部分的修磨，可以得到一定改善。
“群钻”就是一种行之有效的修磨形式。
如果采用比普通高速钢性能更好的新型刀具材料，或变革麻花钻的结构，在此基础上再将钻头切削部分修磨成“群钻”钻型，则钻孔效果将进一步提高。
近年来，新刀具材料的研制技术和刀具的制造技术有了很大的发展，故使变革麻花钻的材料和结构成为可能。
此外，随着被钻孔材料和钻孔条件日益多样化，“群钻”的钻型也有了很多发展，形成了一个系列。
由于“群钻”的几何形状比较复杂，对其刃磨技术的进展也作相应报道。
1．新材料的“群钻”过去普通麻花钻一般用普通高速钢W6Mo5Cr4V2或W18Cr4V制造。
他们的硬度为62～64HRC磨成“群钻”后，切削性能的提高受到刀具材料的限制。
超硬高速钢的出现，使刀具切削性能出现了一个飞跃。
国外多用高钴超硬高速钢，美国的M42(110W1．5Mo9．5Cr4VCo8)和瑞典的HSP―15(W9Mo3Cr4V3Co10)是其中的佼佼者。
但它们的含钴量多，达8％～10％，价格昂贵。
国内多用少钴或无钴超硬高速钢，如501(W6Mo5Cr4V2AL)、(Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、V3N(W12Mo3Cr4V3N)等。
超硬高速钢的常温硬度达67～69HRC，比普通高速钢高出5HRC，高温硬度亦显著提高。
实践证明，用超硬高速钢制成麻花钻，再修磨成“群钻”形式，与普通高速钢“群钻”相比，钻孔效率可提高一倍以上。
目前，国内一些工具厂可根据用户需求，提供超硬高速钢麻花钻。
上述所有的高速钢都是用熔炼方法制造的。
有用粉末冶金工艺制造的高速钢，其性能优于熔炼高速钢。
如用粉末冶金高速钢制成麻花钻，再磨成“群钻”，其钻孔效率可成倍提高。
在高速钢钻头磨成“群钻”后，如在其工作部分表面上用PVD(物理气相沉积)法涂覆TiN薄层可使其切削性能大幅度提高。
CW6Mo5Cr4V2材质钻头的热处理
多 ， 进行多次 清洗 、 需要 酸洗 、 喷砂 、 面渗 氮等工 序 ， 表
升温 。在 ８ＯＣ预热 保温 结束 后 向炉 内 回充 高纯 氮 ０ｃ 气 （９９９ ） 控制 炉 内压力 为 ８ ９ ．９ ％ ， ０—１６Ｐ ０ ａ以 防止 钻头在 高温 状态 下合金 元 素蒸发 和相互 粘连 。
洗、 喷砂等 工序所 造成 的废 品几率 ， 同时 也使产 品表
面光亮 ， 无氧化 、 脱碳、 腐蚀及串电等缺陷 ， 从而提高
回火 工 艺 及 曲线 如 图 ２所 示 。需 要 说 明 的 是 ， 此 产 品经 两 次 回火 转 后 下 工 序 精 磨 后 再 进 行 第 三 次
回火。
过去，Ｗ Ｍ ５ ｒＶ 高速钢直径 ～ ． ｉ Ｃ ６ ｏＣ ２ ４ ９／ｎ ｌ ｌ
直柄钻头 的热处 理是 在盐 溶 炉 中进 行 的。尽 管 我们 对盐溶炉进行 了严格 的脱 氧捞渣等 措施 ， 仍难 以避 但
（ ）如 图 １ １ 所示 ， 为使奥 氏体化组织均匀及减
一
３ — ９
上 海 大 中型 电 机
２１．ｏ１ ００ Ｎ ．
ｔ ｒｉ ／ ｎ ａ
一
５ 结语
嘲 — ———— —
＿
图 ２ 回火工艺 曲线
图 ３ 夹 具 筐
少变 形 ， 们将 预热选 择 为 ８ ０Ｃ和 １Ｏ ０Ｃ两段 预 我 ０￣ ０ ￣
热工 艺 。
多年 来 的生 产 实 践 证 明 ， Ｗ６ Ｓ ｒＶ Ｃ Ｍｏ Ｃ４ ２高 速 钢小 规格 直柄 钻头 的真空热 处理 工艺 已成 为可 推广 的工 艺 。它不仅 减少 了盐炉 淬 、 回火后所 需清洗 、 酸
W6Mo5Cr4V2高速钢软氮化渗层脆性改进的研究
第２ ３卷 第 ４期
加０ ６年 １ １月
贵州大学学报 （自然科学版 ） Ｊｕ ａ ｏ ｕｚｏ ｎｖｒｉ Ｎ ｔｒ ｃｅｃｓ ｏｒ ｌ ｆ ｉ ｕＵ ｉ ｓ ｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｅ） ｎ Ｇ ｈ ｅ ｔ ｕｌ ｎ
Ｖ １ ３ Ｎ ．４ ｏ ．２ ｏ Ｎ０ ．２ ｏ ｖ ｏ６
文章编号
１０ ５６ （０ ６ ０ —００ ０ ００— ２ ９ ２ ０ ） ４ ４０— ４
Ｗ６ ｓ ｒ Ｖ ４ ２高速钢 软氮化渗层脆性改进 的研究 Ｍｏ Ｃ
雷 曼 万明攀 梁益龙 杨 伟 唐登 炜 ， ， ， ，
（．贵州大学 材料科学与冶金工程学院， １ 贵州 贵阳 ５００ ；． ５０３２ 西南工具集 团， 贵州 贵阳 ５ｏｏ ） ５ｏ３
弗 收稿 日期 ： ０ ６ １ １ ２ ０ — ０— ０
基金项 目： 贵州省教育厅 ２０ ０５年度 自 然科学重点研究项 目资助 作者简介 ： 雷 曼 （９ ５一 ， ， １６ ） 男 副教授 ， 主要从事高性 能金属材料研 发方面的研究
维普资讯
第４ 期
为此， 对该高速钢工件 的软氮化工艺参数进行 了改进 ， 目的是在氮化过程中控制该脉状碳氮化物的形 成， 经检验 ， 改进后的软氮化工件渗层的渗层组织 中氮化物 、 碳氮化物呈颗粒状弥散分布 （ ３ ， 图 ） 其渗层 的
深度、 显微硬度均满足工艺要求 ， 且具有更好的显微硬度分布梯度．
摘 要 通过观察和分析 Ｍ 高速 钢在软 氮化处理后 渗层 的组织形貌和相结构， ： 结果表 明渗层
组织中舍金 氮碳化合物以山脉状沿晶界析 出分布是 高速钢氮化产生脆性的重要原 因， 分析 了该
脉状组织的形成原 因和脆化机理， 通过适 当改变软氮化工艺参数 ， 控制其合金氮碳化物在渗层 中
轧制、铣制、全磨制、轧扭制工艺钻头
全磨制是整体切削加工成型的钻头，
轧制是 全磨制一半的料压长后的钻头，用料上面就少了一半，所以硬度也会受其影响，
麻花钻
麻花钻是应用最广的孔加工刀具。通常直径范围为0.25～80毫米。它主要由钻头工作部分和柄部构成。工作部分有两条螺旋形的沟槽，形似麻花，因而得名。为了减小钻孔时导向部分与孔壁间的摩擦，麻花钻自钻尖向柄部方向逐渐减小直径呈倒锥状。
轧扭制麻花钻的主要优点:
①节约钢材。铣制麻花钻成型加工是通过成型铣刀去除毛坯材料的方法加工出螺旋槽，而轧扭制麻花钻成型加工是无屑加工，通过对毛坯外圆反复轧制使材料挤压拔长，再通过扭槽机加工出螺旋槽，相对来说更节约了高速钢材料。
②生产效率高。以26mm锥柄麻花钻为例，对铣削加工麻花钻的沟槽及清边时，铣削工时每件为3.5min，而采用轧扭制方法只要0.5min，生产效率提高了7倍；以33mm锥柄麻花钻为例，对铣削加工麻花钻的沟槽及清边时，铣削工时每件为8. 94min，而采用轧扭制方法只需1.47min，生产效率提高了6倍；以40mm 锥柄麻花钻为例，对铣削加工麻花钻的沟槽及清边时，铣削工时每件为12. 5min，而采用轧扭制方法为1.71min，生产效率提高了近7倍。
扁钻
扁钻的切削部分为铲形，结构简单，制造成本低，切削液轻易导入孔中，但切削和排屑性能较差。扁钻的结构有整体式和装配式两种。整体式主要用于钻削直径0.03～0.5毫米的微孔。装配式扁钻刀片可换,可采用内冷却，主要用于钻削直径25～500毫米的大孔。
深孔钻
深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。常用的有枪钻、BTA深孔钻、 喷射钻、DF深孔钻等。套料钻也常用于深孔加工。
扩孔钻
扩孔钻有3～4个刀齿，其刚性比麻花钻好，用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。
麻花钻标准
麻花钻标准麻花钻标准麻花钻---FLUTED TWIST DRILL1.概述麻花钻是从实体材料上加工出孔的刀具,又是孔加工刀具中应用最广的刀具。
麻花钻由三部分组成：工作部分-工作部分又分为切削部分和导向部分。
切削部分担负着主要切削工作；导向部分的作用是当切削部分切入工作孔后起导向作用,也是切削部分的备磨部分。
为了提高钻头的刚性与强度,其工作部分的钻芯直径向柄部方向递增,每100mm长度上钻芯直径的递增量为1.4-2mm。
柄部--钻头的夹持部分,并用来传递扭矩。
柄部分直柄与锥柄两种,前者用于小直径钻头,后者用于大直径钻头。
颈部--颈部位于工作部分与柄部之间,磨柄部时退砂轮之用,也是钻头打标记的地方。
麻花钻已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。
2.检验标准麻花钻产品均采用国家标准,并等效采用国际标准,见表6-10-56。
表6-10-56麻花钻检验标准产品名称国家标准等效国际标准适用范围(直径)粗直柄小麻花钻 GB/T6135.1-1996 - 0.10-0.35mm直柄短麻花钻 GB/T6135.2-1996 ISO235-1980 0.50-40.00mm直柄麻花钻 GB/T6135.3-1996 ISO235-1980 0.20-20.00mm直柄长麻花钻 GB/T6135.4-1996 ISO494-1975 1.00-31.50mm直柄超长麻花钻 GB/T6135.5-1996 ISO/DIS3292 2.0-14.0mm莫氏锥柄麻花钻 GB/T1438.1-1996 ISO235-1980 3.00-100.00mm莫氏锥柄长麻花钻 GB/T1438.2-1996 - 5.00-50.00mm莫氏锥柄加长麻花钻 GB/T1438.3-1996 - 6.00-30.00mm莫氏锥柄超长麻花钻 GB/T1438.4-1996 ISO/DIS3291-93 6.00-50.00mm3.检验项目、技术要求：(1)外观：不允许有裂纹、崩刃、烧伤、切削刃钝口及其他影响使用性能的缺陷。
麻花钻标准
麻花钻---FLUTED TWIST DRILL1.概述麻花钻是从实体材料上加工出孔的刀具, 又是孔加工刀具中应用最广的刀具。
麻花钻由三部分组成：工作部分-工作部分又分为切削部分和导向部分。
切削部分担负着主要切削工作；导向部分的作用是当切削部分切入工作孔后起导向作用,也是切削部分的备磨部分。
为了提高钻头的刚性与强度,其工作部分的钻芯直径向柄部方向递增,每100mm长度上钻芯直径的递增量为1.4-2mm。
柄部--钻头的夹持部分,并用来传递扭矩。
柄部分直柄与锥柄两种,前者用于小直径钻头,后者用于大直径钻头。
颈部--颈部位于工作部分与柄部之间,磨柄部时退砂轮之用,也是钻头打标记的地方。
麻花钻已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。
2.检验标准麻花钻产品均采用国家标准,并等效采用国际标准,见表6-10-56。
表6-10-56麻花钻检验标准产品名称国家标准等效国际标准适用范围(直径)粗直柄小麻花钻GB/T6135.1-1996 - 0.10-0.35mm直柄短麻花钻GB/T6135.2-1996 ISO235-1980 0.50-40.00mm直柄麻花钻GB/T6135.3-1996 ISO235-1980 0.20-20.00mm 直柄长麻花钻GB/T6135.4-1996 ISO494-1975 1.00-31.50mm直柄超长麻花钻GB/T6135.5-1996 ISO/DIS3292 2.0-14.0mm莫氏锥柄麻花钻GB/T1438.1-1996 ISO235-1980 3.00-100.00mm莫氏锥柄长麻花钻GB/T1438.2-1996 - 5.00-50.00mm莫氏锥柄加长麻花钻GB/T1438.3-1996 - 6.00-30.00mm莫氏锥柄超长麻花钻GB/T1438.4-1996 ISO/DIS3291-93 6.00-50.00mm3.检验项目、技术要求：(1)外观：不允许有裂纹、崩刃、烧伤、切削刃钝口及其他影响使用性能的缺陷。
高速钢热处理方式
高速钢热处理方式高速钢热处理方式 2023-09-0321:59真空高压气冷淬火技术当前真空高压气冷淬火技术进展较快，相继消灭了负压(<1×105Pa)高流率气冷、加压(1×105~4×105Pa)气冷、高压(5×105~10×105Pa)气冷、超高压一(10×105~20×105Pa)气冷等技术，不但大幅度提高了真空气冷淬火力量，且淬火后工件外表光亮度好，变形小，还有高效、节能、无污染等优点。
真空高压气冷淬火的用途是材料的淬火和回火，不锈钢和特别合金的固溶、时效，离子渗碳和碳氮共渗，以及真空烧结，钎焊后的冷却和淬火。
用6×105Pa高压氮气冷却淬火时、被冷却的负载只能是松散型的，高速钢(W6Mo5Cr4V2)可淬透至 70~100mm，高合金热作模具钢(如 4Cr5MoSiV)可达25~100mm。
用10×105Pa高压氮气冷却淬火时，被冷却负载可以是密集型的，比6×105Pa冷却时负载密度提高约 30%~4O%。
用20×105Pa超高压氮气或氦气和氮气的混合气冷却淬火时，被冷却负载是密集的并可捆绑在一起。
其密度较6×105Pa氮气冷却时提高 80%~150%，可冷却全部的高速钢、高合金钢、热作工模具钢及 Cr13%的铬钢和较多的合金油淬钢，如较大尺寸的 9Mn2V 钢。
具有单独冷却室的双室气冷淬火炉的冷却力量优于一样类型的单室炉。
2×105Pa氮气冷却的双室炉的冷却效果和4×105Pa的单室炉相当。
但运行本钱、修理本钱低。
由于我国根底材料工业(石墨、钼材等)和配套元器件(电动机)等水平有待提高。
所以在提高6×105Pa单室高压真空护质量的同时，进展双室加压和高压气冷淬火炉比较符合我国的国情。
真空高压气冷等温淬火外形简单的较大工件从高温连续进展快速冷却时简洁产生变形甚至裂纹。
高速钢牌号
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。
当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。
高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
普通高速钢高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
普通高速钢可满足一般需求。
常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。
? 钨钼系高速钢典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。
热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50％。
常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。
只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。
强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。
这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5％；W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。
高性能高速钢高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。
它具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。
耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
? 高碳系高速钢牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及热硬性都比较好。
各类钢车刀热处理工艺
各类钢车刀热处理工艺一、高速钢车刀的轧热淬火工艺形状简单的高速钢车刀可利用轧制余热进行淬火，即轧热淬火，除了能保证刀具标准所要求的热硬性外，切削寿命也有较大的提高，还可以省去耗电量很大的盐浴炉淬火生产线，从而带来可观的经济效益。
W6Mo5Cr4V2钢1220℃轧制（250mm轧机，50r/min），轧后趁热淬火，变形量增大时，硬度升高，30%形变时硬度最高能达67～68HRC，随形变增大硬度下降，50%～60%形变时，热硬性64HRC以上，从表1可以看出，不同热处理工艺参数对比，轧热淬火寿命最高。
表1 高速钢车刀切削寿命对比数据二、消除W6Mo5Cr4V2钢制车刀萘状断口的热处理工艺由于工作疏忽大意造成数百件断面尺寸为12mm×12mm的方形W6Mo5Cr4V2钢车刀产生萘状断口，是报废还是挽救？人们选择后者，采用二退二淬处理工艺，消除了萘状断口。
1）一退一淬。
850～870℃×4～5h，炉冷至500℃出炉空冷（随锻件一起退火）。
1225～1230℃×4min油淬，晶粒度为9～9.5级，550℃×1h×3次回火后硬度为65.5～66HRC。
2）二退二淬。
850～870℃×4～5h，炉冷至500℃出炉空冷，退火后硬度为220HBW。
1220～1225℃×4min油淬，晶粒度为9～9.5级，550℃×1h×3次回火后硬度为65.5～66HRC。
断口正常，呈细陶瓷状。
经消除萘状断口热处理的12方车刀做600℃×4h热硬性试验，硬度为62.5～62.7HRC，做切削试验仍达到一等品水平。
经试验证实，高速钢产生萘状断口可以通过锻造、多次重复退火或稳定化处理加以消除。
三、W4Mo3Cr4VSi钢制车刀的热处理工艺W4Mo3Cr4VSi钢属低合金高速钢，是过热敏感性不强的钢种，晶粒度即使达到8级，也不一定过热。
国产W6Mo5Cr4V2高速钢
国产W6Mo5Cr4V2高速钢W6Mo5Cr4V2化学成份W6Mo5Cr4V2概述W6Mo5Cr4V2高速工具钢简称高工钢或高速钢，俗称“锋钢”或“风钢”，是一种适于高速切削的高碳高合金工具钢。
W6Mo5Cr4V2特性其突出特点是具有很高的硬度、耐磨性及热硬性（也称红硬性），当刃具温度高达500~600摄氏度左右时，硬度仍无明显下降，能以比低合金刃具钢更高的速度进行切削，主要用于制造切削速度高、负荷重、工作温度高的各种切削刀具，如车刀、铣刀、滚刀、刨刀、拉刀、钻头、丝锥等，也可用于制造要求耐磨性高的冷热变形模具、高温弹簧、高温轴承等。
W6Mo5Cr4V2出厂状态出厂状态及硬度（表面）：交货状态钢材硬度及试样液回火硬度：交货硬度HBW小于等于（其他加工方法：262，退火：255）；预热温度：730~840摄氏度。
W6Mo5Cr4V2用途W6Mo5Cr4V2高速钢韧性、耐磨性、热塑性均优W18Cr4V，而硬度、红硬性、高温硬度与W18Cr4V相当，因此W6Mo5Cr4V2高速钢除用于制造各种类型一般工具外，还可制作大型及热塑成型刀具。
由于W6Mo5Cr4V2钢强度高、耐磨性好，因而又可制作高负荷下耐磨损的零件，如冷挤压模具等，但此时必须适当降低淬火温度以满足强度及韧性的要求。
W6Mo5Cr4V2高速钢易于氧化脱碳，在热加工及热处理时应加以注意。
W6Mo5Cr4V2淬火规范工具类型预热温度/℃加热温度/℃终止温度/℃高强度薄韧刀具复杂刀具简单刀具冷作模具8508508508501200～1220123012401150～1200油冷油冷油冷油冷。
(完整word版)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。
《热处理原理与工艺课程设计》报告---拉刀热处理工艺设计
《热处理原理与工艺课程设计》报告设计题目：拉刀热处理工艺设计内容摘要（总结设计方案、主要的工艺参数、选择的设备、热处理后的显微组织、性能等）本次课程设计的零件为拉刀，分析零件工作环境、失效形式和性能要求，结合技术要求，对W18Cr4V、9W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、进行分析对比，选择材料为W18Cr4V。
本次设计预备热处理选择退火，最终热处理选择分级淬火和3次回火。
退火温度为840~860℃，随炉加热，加热时间15min，随炉冷却，退火后硬度≤255HBW，退火设备选择RX-3-15-9型号的箱式电阻炉。
淬火加热温度为1260-1300℃，随炉加热，冷却介质为油，淬火后硬度淬火后硬度＞66HRC，获得碳化物+马氏体+残余奥氏体，选择RDM-35-13型号的埋入式盐浴炉；3次高温回火，回火温度为550℃，随炉加热，加热介质选择100NaNO3，加热时间选择10min，保温1h，冷却介质为空气，基体组织为回火马氏体和极少量残留奥氏体，其上分布有白色块状及颗粒状碳化物，碳化物细小而分布均匀，硬度为64HRC。
关键词：拉刀W18Cr4V 热处理目录课程设计任务书 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
内容摘要 (1)（总结设计方案、主要的工艺参数、选择的设备、热处理后的显微组织、性能等） (1)关键词：拉刀W18Cr4V 热处理 (1)目录 (2)前言 (3)一、热处理课程设计的目的 (3)《热处理原理与工艺课程设计》是金属材料工程专业学生的一门专项实践课程，是学习相关课程后运用理论知识指导生产实践的一个必经环节。
其目的是： (3)二、热处理课程设计的意义 (3)三、热处理课程设计的主要内容 (3)正文 (4)一、零件的技术要求及选材 (4)（一）拉刀技术要求 (4)（二）具体材料的选择 (5)（三）上述所选材料合金元素作用分析: (6)（四）所选材料的相变临界点 (7)（五）拉刀的热处理工艺路线 (7)二、热处理工艺参数制定及设备选择 (8)（一）预热 (8)（二）退火 (8)（三）淬火 (9)（四）回火 (9)（五）退火设备选择 (10)三、热处理后显微组织、性能分析 (11)（一）显微组织 (11)（二）存在的缺陷 (13)（三）淬火处理缺陷分析 (14)（四）回火处理缺陷分析 (15)三、质量检验 (16)总结 (18)参考书目 (18)前言一、热处理课程设计的目的《热处理原理与工艺课程设计》是金属材料工程专业学生的一门专项实践课程，是学习相关课程后运用理论知识指导生产实践的一个必经环节。
各类钢制铣刀的热处理工艺
各类钢制铣刀的热处理工艺一、W6Mo5Cr4V2钢制中齿锯片铣刀的热处理工艺W6Mo5Cr4V2钢制中齿锯片铣刀的技术要求：铣刀厚度≤1mm时，硬度为62～65HRC；厚度＞1mm时，硬度为63～66.5HRC。
不允许过热，表面脱碳层厚度≤0.03mm。
铣刀直径≤100mm时，平面度误差≤0.12mm；直径＞100mm时，平面度误差≤0.15mm。
盐浴热处理工艺如下：500～550℃×2h空气炉去应力退火，850～870℃预热，预热时间为加热时间的两倍。
1205～1215℃加热，加热时间及装炉量见表1，480～560℃分级冷却后进行260～280℃×1～2h等温，然后550℃×1h×4次夹直回火。
表1 中齿锯片铣刀的加热时间及装炉量注：淬火晶粒度为10～11级，第一次回火工艺为380℃×4h，后三次回火工艺为550℃×1h。
二、W6Mo5Cr4V2钢制直齿三面刃铣刀的热处理工艺W6Mo5Cr4V2钢制直齿三面刃铣刀的技术要求：硬度要求≥64HRC，允许过热1级。
由于刀具三面参与切削，所以对硬度、热硬性、耐磨性要求较高，热处理工艺也较严格。
盐浴热处理工艺如下：500～550℃空冷炉中烘干，850～870℃预热，预热时间为加热时间的两倍。
1220～1230℃加热，加热时间及装炉量见表2，480～560℃分级冷却后空冷，然后进行550℃×1h×3次回火。
表2 直齿三面刃铣刀的加热时间及装炉量注：晶粒度为9.5～10.5级，为保证热处理后高硬度，应选用碳含量较高的钢制作。
三、W6Mo5Cr4V2Al钢制立铣刀的热处理工艺立铣刀有直柄立铣刀、削平型直柄立铣刀、莫氏锥柄立铣刀、短莫氏锥柄立铣刀、7:24锥柄立铣刀。
立铣刀用于以相应的夹头装夹于立式铣床或镗铣加工中心机床上进行平面铣削加工。
立铣刀加工时以周刃切削为主。
用W6Mo5Cr4V2Al 钢制作的立铣刀，使用寿命超过W2Mo9Cr4VCo8钢铣刀。
直柄麻花钻的热处理工艺设计
JlANGSU UNlVERSlTY 金属材料综合课程设计直柄麻花钻的热处理工艺设计学院名称：材料科学与工程学院专业班级： _____________金属2302学生姓名： _____________钱振学号： ____________ 3130702063指导教师姓名：邵红红，纪嘉明2017年1月直柄麻花钻的热处理工艺设计指导老师姓名：邵红红纪嘉明图1高速钢直柄麻花钻尺寸参数直径D刃部1 总长L IOmin87mm 133mm2服役条件及提出的性能要求和技术指标2.1服役条件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，钻头在 切削过程中，刃部与工件表面的金属相互作用，使钻头产生变形和断裂， 并从工件整体上剥离下来，所以钻头本身承受弯曲、剪切应力和冲击震动 负荷；在切削过程中会产生大量切削，因此钻头还受到工件和切削强烈的摩擦 作用；1麻花钻零件图同时伴随摩擦会产生高温。
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。
切削量增大和被切削金属的硬度升高，都会使切削热大量增加，从而使刃具的温度很快升高。
直柄麻花钻在钻削过程中产生的热量多，而传热、散热困难；承受挤压应力、弯曲应力、冲击应力及切削产生的高温，工作温度在500〜600°C左右，容易造成钻头严重磨损。
2.2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）磨损钻头属半封闭式切削，钻削热难以向外传散，更易形成高的切削温度。
所以，引起钻头磨损主要为热磨损，对于高速钢钻头来说，主要是相变磨损。
磨损的产生大都是曲于工具的切削刃与被切削工件之间的摩擦所产生的。
有时也可能是山于在工具表面形成积瘠瘤，形成粘合磨损所造成的。
机械磨损：工件材料中含有刀具材料硬度高的硬质点或粘附有积屑瘤碎片，会在刀具表面上刻划，使刀具磨损。
6542高速钢的热处理及其性能
高速钢广泛用于制造尺寸大、切削速度快、负荷重及工作温度高的各 种机加工工具。如车刀、刨刀、拉刀、钻头等。此外，高速钢还可以 应用在模具及一些特殊轴承方面。总之，由于高速钢的在硬度，耐磨 性，红硬性等方面的优异性能，现代工具材料中高速钢仍占刃具材料 的65%以上，而产值则占70%左右！所以高速钢自问世以来，经百年 使用而不衰。
高速钢
W6Mo5Cr4V2高速钢淬回火过程探究性实验 指导教师：
实验学生： 实验时间：2009.7.13~2009.7.23
高速钢简介
高速钢发端于19世纪末，是一种高碳且含有大量W、Mo、Cr、V、Co等 合金元素的合金刃具钢。高速钢经热处理后，在600℃的高温下仍然 保持高的硬度，其硬度可达60HRC以上，故可在较高温度条件下保持 高速切削能力和高耐磨性！同时具有足够高的强度，并兼有适当的韧 性和塑性，这是其他超硬工具材料所无法比拟的。高速钢还具有很高 的淬透性，中小型刃具甚至在空气中冷却也能淬透，故又有风钢之称。
1 退火
22 21.5 19 20.8
由硬度值表，我们可以看 出1200 ℃加热盐浴分级淬 火的硬度值最高，水淬和 油淬次之，过热和不完全 淬火态下的硬度再次之， 退火态下的硬度最小。这 是因为分级淬火能够有效 பைடு நூலகம்少工件的变形和开裂， 从而使强度、韧性提高。 而过热和不完全淬火的工 件，由于晶粒长大、晶界 熔化或合金碳化物的不完 全溶解现象，都会影响晶 体间的结合力，进而影响 热处理质量和使用性能。 对于退火态工件硬度偏低 的的情况，这是由于工件 在退火前就已经是退火后 的原始组织，所以实验中 再次退火会降低工件的硬 度值.
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年产1200万件W6Mo5Cr4V2高速钢直柄麻花钻头热处理生产线车间的任务和工作制度车间的类别本次车间设计的类别定为成品热处理车间，主要承担产品最终阶段的热处理任务，主要实施淬火回火、渗碳、感应加热淬火等热处理，以达到产品最终技术要求。
这类车间常独立设置，常与机加工车间相邻或设在机加工车间内。
本设计方案的车间采用独立设置，故也称作独立热处理车间。
车间生产任务车间生产任务（或称生产纲领）是指车间承担的年生产量，是车间设计的最基础数据。
本设计方案中直柄麻花钻的年产量为1000万件（即330吨），故热处理车间的生产任务是年产1000万件（即330吨）。
本热处理车间生产的废品率为3%（包括热处理报废和运输报废），达30万件（即9.9吨），故热处理车间的实际生产任务为1030万件/年（即339.9吨/车间的工作制度及年时基数生产制度热处理车间常有长工艺周期的生产和热处理炉空炉升温时间长的情况，所以多数采用二班制或三班制。
本设计方案采用二班制。
设备年时基数设备年时基数为设备在全年内的总工时数，等于在全年工作日内应工作的时数减去各种时间损失，即F设=D设Nn（1-b%）——设备年时基数（h）；式中F设——设备全年工作日，等于全年日数（365天）-全年假日（10 D设天）-全年星期双休日（106天）=249天；N——每日工作班数；n——每班工作时数，一般为8h，对于有害健康的工作，有时为6.5h；b——损失率损失率，时间损失包括设备检修及事故损失，工人非全日缺勤而无法及时调度的损失，以及每班下班前设备和场地清洁工作所需的停工损失。
此处取6%。
计算F设的值：F设=249×2×8×（1-6%）=3744.96≈3744（h）工人年时基数工人年时基数可依据下式计算：F人=D人n（1-b%）——工人年时基数（h）；式中 F人——工人全年工作时日（249天）；D人b——时间损失率，一般取4%；时间损失包括病假、事假、探亲假、产假及哺乳、设备清扫、工间休息等工时损失。
计算F人的值：F人=249×8×（1-4%）=1912.32≈1912h。
高速钢直柄麻花钻结构设计及尺寸选用高速钢麻花钻的结构：标准高速钢麻花钻由三部分组成：(1)工作部分又分为切削部分和导向部分。
切削部分担负着主要切削工作；导向部分的作用是当切削部分切入工件孔后起导向作用，也是切屑部分的备磨部分。
为了提高钻头的刚性和强度，其工作部分的钻心直径dc向柄部方向递增，每100mm长度上钻心直径的递增量为1.4-2mm。
(2)柄部钻头的夹持部分，并用来传递扭矩。
柄部分直柄和锥柄两种，前者用于小直径钻头（钻头直径小于13mm皆采用直柄），后者用于大直径钻头（钻头柄为锥度状，一般其锥度均采用莫氏锥度）。
本设计方案所选麻花钻为直柄。
(3)颈部颈部位于工作部分和柄部之间，磨柄部时退砂轮之用，也是钻头打标记的地方。
为了制造方便，直柄麻花钻一般不制有颈部。
由于本设计方案采用直柄，因此不制颈部。
高速钢直柄麻花钻的类型和用途本设计方案选用的高速钢直柄麻花钻尺寸与结构：根据国家标准GB/T 6135.2-2008，本设计方案采用直径为6mm的高速钢直柄麻花钻，其尺寸与结构见下图钻头的服役条件：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，钻头在钻削过程中，刃部与工件表面的金属相互作用，使钻头产生变形与断裂，并从工件整体上剥离下来，所以钻头本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击震动负荷。
在钻削过程中会产生大量切屑，因此钻头还受到工件与切屑强烈的摩擦作用；由于切屑层金属塑性变形以及刀刃与工件和切屑间强烈的摩擦作用所产生的大量切削热，使刃具的温度上升。
切削量增大和被切削金属的硬度升高，都会使切削热大量增加，从而使刃具的温度很快升高。
钻头的失效形式：强烈的机械摩擦使钻头刃部磨损变钝，特别在连续高速钻削时，因刃部温度升高而使硬度明显下降，加速磨损，失去钻削能力；钻头在受到冲击震动时会产生崩刃或折断；钻头因受弯曲、扭转、剪切应力作用而变形。
其中磨损是最普遍的形式，变形较少见。
钻头的性能要求：由上述服役条件和失效形式可知，作为制造麻花钻的材料应满足的要求是：钻头用钢应具有较高的硬度、高的耐磨性；足够的强度和韧性，以承受钻削中的冲击和震动，避免崩刃和折断；高的红硬性，即要有高的耐热性，在高温下能保持硬度、耐磨性、强度和韧性（能使刃具在500～600℃时仍保持55-60HRC高硬度能力）；良好的工艺性，如锻造性、热处理性、磨削加工型等，以便与制造；经济性，即价格要便宜。
材料的选择：为了获得上述韧性，钻头用钢一般是含碳量较高的碳素钢或合金钢。
这些钢中的马氏体内高碳量所造成的强烈的间隙固溶化效应，以及分布在基体中的大量高硬度未溶碳化物颗粒是钢获得高硬度和高耐磨性的基本保证。
因合金元素和高碳量的共同作用，在回火过程中析出的特殊碳化物，不仅进一步提高钢的耐磨性还提供了钢的红硬性。
极细的隐晶回火马氏体使钢具有足够的塑形和韧性，从基体中析出弥散碳化物在强化基体的同时也降低了马氏体的正方度c/a，改善了基体的塑形和韧性。
由于制造麻花钻的材料不同，麻花钻可以分为碳素钢麻花钻、硬质合金钢麻花钻和高速钢麻花钻等。
由于碳素钢麻花钻的红硬性较差，故现在基本上不使用，而硬质合金钢麻花钻的制造涉及到粉末冶金的知识，这里也不予讨论。
本设计方案选用高速钢作为麻花钻头的材料。
高速钢的性能特点:(1)具有很高的强度、硬度和耐磨性；(2)具有很高的红硬性，通用型高速钢在淬火回火后的硬度可达63～66HRC，在高速切削时刃部温度升至600℃左右，硬度仍保持在55HRC以上；(3)高速钢能在较高温度下保持高速切削能力和耐磨性，切削温度达500～650℃时仍能进行切削，同时具有足够高的强度，兼有适宜的塑形和韧性；(4)高速钢还有很高的淬透性，中小型工具在空气中即可淬透。
因此高速钢广泛应用于制造尺寸大、切削速度高、负荷重、工作温度高的各种加工刃具，如车刀、铣刀、刨刀、拉刀、钻头等，也可用来制造高耐磨性的冷作模具。
它的制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。
高速钢钢种的比较：现在市场上使用比较多的是通用型高速钢，其中以钨系W18Cr4V和钨-钼系W6Mo5Cr4V2为代表。
钨钢W18Cr4V有良好的综合性能，在600℃的高温强度为48.5HRC。
优点是淬火时过热倾向小；含钒量较少，磨削加工性好；碳化物含量较高，塑形变形抗力较大。
缺点是碳化物分布不均匀，影响薄刃刀具或小截面刀具的耐用度；强度和韧性显得不够；热塑性差，很难用作热成型方法制造的刀具。
钨钼钢W6Mo5Cr4V2碳化物分布细小、均匀，具有良好的力学性能，抗弯强度比W18Cr4V高10%～15%，韧性高50%～60%，可做承受力较大的刀具；热塑性好，便于制造热轧钻头等；磨削加工性也好。
目前各国广泛应用。
W18Cr4V与W6Mo5Cr4V2的力学性能比较见表2综合比较，最终选用W6Mo5Cr4V2作为直柄麻花钻头的材料。
W6Mo5Cr4V2高速钢的主要成分：W6Mo5Cr4V2高速钢是由大量钨、钼、铬、钒等元素组成的高碳高合金莱氏体工具钢，其主要合金成分见表3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，它还以二次碳化物的形式由奥氏体中析出；钼的作用：Mo和W可相互取代，故也是获得热硬性的元素，并减少碳化物的不均匀性；钒的作用：提高马氏体的回火稳定性，阻碍马氏体的分解同时提高高速钢的热硬性和耐磨性；铬的作用：铬在钢中主要存在于M23C6中，促使其溶于奥氏体中，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。
热处理工艺：1、高速钢热处理的特点：(1)高速钢中莱氏体碳化物的形貌在热处理过程中不会改变，需要事先用热塑性成形的方法将莱氏体碳化物破碎成颗粒状并改善碳化物不均匀性；(2)为了改善高速钢本身的切削加工性，需要采用比较复杂的和严格的退火工艺，并且针对不同的情况有多种不同的退火方法；(3)高速钢中存在大量碳化物，强烈地阻碍加热时奥氏体晶粒的长大，直至接近开始熔化的温度仍能保持细小的奥氏体晶粒。
也唯有在足够高的温度下加热，使碳化物溶解，提高奥氏体合金元素和碳的含量，才能起到提高红硬性的作用，而韧性则随着淬火温度的升高而下降。
淬火加热温度对高速钢性能的影响十分敏感，对不同的刀具，应根据其使用情况选择合适的加热温度，并加以严格控制；(4)高速钢有很高的淬透性，而且一般刀具截面并不大，所以可以选择比较缓慢的淬火冷却方法，以求减小热处理畸变；(5)高速钢通常应在出现“二次硬化”的温度下进行多次回火。
高速钢热处理工艺过程：1、钻头的预备热处理工艺设计：高速钢预处理通常可采用普通退火、等温退火、循环退火、球化退火、锻造后快速球化退火及调质处理。
利用锻造余热退火高速钢中的碳化物即使在锻造温度下也不能完全溶于奥氏体，锻造后冷却还会析出部分碳化物，因而在退火温度下，残余碳化物的数量相当可观，它是退火冷却过程中奥氏体等温分解的非自发核心，其形状、大小、数量和分布对退火后的组织起着决定性的作用。
锻造后利用余热进行快速球化退火，是借助于锻造后钢中残留的大量弥散分布的碳化物，经随后短时较高温度的等温过程，使一些碳化物粒子圆形化，且极微细的碳化物发生溶解，在等温过程中基本上完成了球化步骤。
按此工艺，退火后的组织及硬度均优于常规球化退火，其球化时间仅为后者的1/4～1/3，既节能，退火件又具有良好的切削加工性。
普通退火及等温退火普通退火是目前应用最广的高速钢预处理工艺。
退火可在井式炉或箱式炉中进行，炉中最好设置可控气氛，工件一定要装箱密封，以防氧化脱碳。
普通退火操作时间一般要30h以上，为缩短时间，节约能源，人们寻找到更好的方法―高速钢等温退火工艺，退火温度一般为850～870℃，保温后快冷至等温转变曲线的拐弯处（730～750℃），保持一定的时间，使奥氏体等温分解，然后随炉冷至500～550℃出炉空冷。
等温退火可在空气炉中亦可在盐浴炉中进行，当在盐浴中退火时保温时间比在空气中缩短1/3左右。
循环退火用循环退火代替等温退火，不仅可缩短加热时间，细化奥氏体晶粒，改善组织，提高钢的强度、韧性和高速钢焊接工具的结构强度，而且有利于消除高速钢的淬火过热，防止晶粒异常长大和形成奈状断口，也有利于减少工具热处理变形及提高工具性能，并可提高生产效率、节约能源。
循环退火比等温退火处理的高速钢碳化物数量多、尺寸小而且淬火硬度、热硬性均高于等温退火1-3HRC。
循环退火还具有工艺周期短、生产效率高、节约能源等优点。