高速钢热处理工艺参数的相关设计

高速钢热处理工艺参数的相关设计引言：高速钢组织中含有大量高硬度的碳化物，同时具有高强度以及高耐磨性，但是由于受到热处理工艺的限制，从而使高速钢的应用仅仅限于在刀具制造业中，采用高速钢制造的冷冲模，其工作寿命比较长，并且精度相对较高。本文就对高速钢热处理工艺中的相关参数设计进行设计，并研究其性能。

高速钢的耐磨性以及硬度与残余奥式体含量有着密切关系，已经有相关研究表明，残余奥式体含量的高低直接影响高速钢的性能。一般情况下，高速钢的常用材料为w18cr4v，所以，研究高速钢的热处理工艺，实际就是研究材料w18cr4v的热处理工艺参数，对其参数进行相关优化，能够降低加工成本，提高经济效益，对模具产品的制作过程有着重要意义。

一、高速钢介绍

高速钢（high speed steels）也称之为锋钢，是一种具有高硬度、高耐热性以及高耐磨性的工具钢。最先是由美国的f.w泰勒以及m.怀特在1898年制造出来的，工艺性能、强度以及韧性配合较好。所以，通常被用来制造比较复杂的耐冲击的金属刀具、薄刃以及冷挤压模具等。主要的优点就是能够避免熔炼生产导致的碳化物偏析，从而引起的机械性能的降低以及热处理变形等。高速钢的热处理工艺比较复杂，需要经过退火、淬火、回火等一系列过程，因此，在进行高速钢的热处理工艺时应设计合理的参数以及工艺方

案。

二、高速钢的热处理工艺参数设计

不同的淬火以及回火温度都会影响高速钢的硬度以及耐磨性，因此，为了能够提高速钢的耐磨性以及硬度，必须对热处理工艺参数进行准确设计。

（一）热处理工艺

对材料w18cr4v进行热处理时，工艺流程为：采用1250℃-1350℃进行淬火，采用560℃-580℃进行回火，需要三到四次。材料w18cr4v 中的主要化学成为c、mo、w、cr以及mn 等，采用铁磁性对残余奥式体进行含量的测定，热处理主要是采用高温箱式电阻以及热炉，将温度控制在100℃-1100℃，控温范围±5℃；加热淬火温度的处理通常设置为1100℃，1150℃，1250℃；最后进行回火处理。一般情况下，高速钢的回火温度控制在560℃-570℃之间，需要注意的是，遇到对模具质量要求较高的热处理工艺时，应该将回火温度控制在350℃-450℃之间。采用高速钢制造模具时，淬火后应进行350℃-450℃的回火，但是为了能够进一步的获取稳定以及坚韧的马氏体组织，需要再次进行560℃-580℃的回火，有利于进一步消除内应力。

（二）热处理工艺参数的对材料硬度以及粗糙度的影响

高速钢经过淬火以及回火之后，高速钢中的主要组织就为奥氏体与马氏体，在进行热处理的过程中，碳化物的形状、类型以及分

布并没有明显的变化，但是经过淬火加热温度以及回火加热温度之后，从而使基础组织中的奥氏体与马氏体相对数量就会发生比较大的变化，剩下奥式体就会对材料产生一定的影响。采用铁磁性法来对剩下奥式体含量以及表面的硬度、粗糙度进行测量，测试原理为ar=[（α0-α）/α0）]×100%，其中ar表示残余奥式体积的百分率；α0表示的是侧标样阳检流计偏转角；α是测被测样块时检流计偏转角。得到以下数据，如下表1所示：

由上表1中可以看出，根据淬火以及回火的温度值，能够表明，淬火以及回火的温度对参与奥式体含量有着比较大的影响，也就是当淬火温度逐渐升高时，残余奥氏体的含量也就越高，所占的百分比在逐渐下降；同时，当淬火温度比较低时，奥氏体中溶解的碳以及合金元量比较少，并且马氏体转变的终止温度在逐渐升高，也就表明奥氏体的稳定性比较差，残余奥氏体的含量也就比较低。回火温度升高时，剩下奥氏体含量逐渐减少，呈现反比。从上表1中还能够看出当淬火温度达到1150℃时，在经过350℃以及570℃的两次回火时，材料表面的强度达到了最大值67.1 hrc，也能够得到比较稳定的马氏体组织，所采取的获试样的表面粗糙度最低。

三、结束语

综上所述，淬火温度以及回火温度对残余奥氏体含量、硬度以及表面粗糙度有着显著的影响，在进行热处理工艺时，充分了解淬火温度与回火温度与硬度以及粗糙组之间的关系，选择合适的温

度。经过上面的研究表明，当淬火温度达到1150℃时，两次回火的温度为350℃以及570℃时，此时材料的耐磨性以及粗糙度比较好，能够满足工具制作的需要，同时还解决相关资源。

参考文献

[1]吴元昌.粉末冶金高速钢的热处理及其连续冷却转变曲线特征[j].粉末冶金工业，2011，21（4）：20-26.

[2]孙宗林，郑伟，刘红苹等.hyw3高速钢热处理工艺与性能研究[j].河北冶金，2012，（10）：20-22.

（作者单位：宁波江丰电子材料有限公司）