高速钢W18Cr4V的锻造及热处理
W 18Cr4V钢热处理工艺研究
摘要通过对W 18Cr4V钢的性能特点进行了分析、对W 18Cr4V 钢的锻造工艺以及对W 18Cr4V钢进行退火、淬火及回火等热处理研究，得到了在实际生产中, W 18Cr4V钢采用正确的锻造及热处理工艺处理后, 用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好, 使用寿命长.
关键词 W 18Cr4V钢；锻造；热处理 ;退火；淬火；回火
一、对W 18Cr4V钢的介绍
高速钢W 18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素, 其总量超过 10%.特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性, 因而在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具. 我们在产品使用中发现,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定.
1、 W 18Cr4V钢的性能特点
W18Cr4V钢的化学成分见表 1。在钢中, 碳的质量分数为0. 70% ~ 0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体, 以保证高硬度和高耐磨性, 以及良好的热硬性。
钨是使高速钢具有热硬性的主要元素, W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时, 一部分Fe4W2 C 溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素, 有很高回火稳定性的马氏体。在 560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象, 使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用.。
铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。
钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解, 能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响, 回火时钒也引起二次硬化现象.。
2 组织结构特点
W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体, 莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物, 这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除, 只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具
和模具.。
W18Cr4V钢(锻后退火、淬火及回火处理)的金相图
工艺情况：锻后退火、淬火及回火处理
浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀
组织说明：黑色回火马氏体和呈带状聚集分布的碳化物颗粒。高速钢由于碳和合金元素含量较高，所以形成大量的碳化物。严重的碳化物不均匀性，易造成锻造或热处理过程中的过热或开裂，还会造成刀具在使用过程中的崩刃现象。
3、化学成分
●W18Cr4V高速钢化學成份：
碳 C ：0.70～0.80(偏差:±0.01)
矽 Si：0.20～0.40(偏差:±0.05)
锰 Mn：0.10～0.40(偏差: 0.04)
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.030
铬 Cr：3.80～4.40(偏差:±0.05)
镍 Ni：残余含量≤0.30
铜 Cu：残余含量≤0.25
钒 V ：1.00～1.40(偏差:±0.05)
钼 Mo：≤0.30(偏差:尺寸≤6,±0.05;尺寸＞6,±0.10)
钨 W ：17.50～19.00(偏差:尺寸≤10,±0.10;＞10,±0.20)
4、W18Cr4V高速钢特性及适用围
是使用最广泛的钨系通用型高速钢，硬度、红硬性及高温硬度较高，易于磨削加工。适用作工作温度在 600℃以下仍能保持切削性能的刀具，如車、刨、铣、铰、拉刀、钻頭、各种齿轮刀具及丝锥等，适于加工软的或中等硬度 (300～320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械零。
二、 W 18Cr4V钢的锻造工艺
2. 1 锻造温度及加热速度
W18Cr4V钢的始锻温度为1140℃ ~ 1180℃ ,终锻温度在900℃左右。终锻温度太低会引起锻件开裂,太高会造成晶粒不正常
长大, 出现萘状断口。
W18Cr4V属于高合金钢,导热性差,应分段加热, 低温时加热速度慢一些, 高温时则快速加热, 同时要控制好装炉量,并适当地翻转,使工件受热外温度均匀。
2. 2 锻造过程
W 18Cr4V钢的铸态组织中有大量粗大、不均匀分布的碳化物, 必须经过反复镦粗和拔长, 经验表明,锻造比达到10左右时, 碳化物分布得比较均匀。
当坯料加热到要求的温度时, 即开始锻造。锻造过程中应严格执行“两轻一重”的锻造方法, 在高温段 1140℃ ~ 1180℃时要轻击, 以防止开裂; 当锻造温度在 1000℃~ 1050℃时要重击, 以保证能打碎碳化物; 当坯料温度低于1000℃时要轻击, 以防裂纹出现; 当坯料温度降至900℃左右时停锻。
为避免锻造时出现裂纹,镦粗阶段捶击不宜太重,必要时可先将端部“铆锻”后再镦粗,镦粗后立即拔长。拔长时送进量要控制在锻件高度的0. 6~ 0. 8倍,送进量过小锻不透, 过大则会产生“十字”裂纹。镦粗时要避免单面变形或发生歪斜, 拔长时翻转毛坯要均匀, 拔圆时要先倒角, 不要在同一地方多次捶击。
锻造时加热次数由镦拔次数、设备能量以及操作工人的熟练程度等来确定. 但火次不宜太多, 以免产生开裂。
三、W 18Cr4V钢的热处理
W18Cr4V钢为W系高速钢，是在T8A钢的基础上主要加入W、Cr、V元素形成的。
1、W18Cr4V钢的特性
⑴、由于W18Cr4V钢中加入大量W、Cr、V元素，使Fe-C相图中的ES线上升并左移，所以钢中出现大量的共晶莱氏体碳化物，其组织形态有布直接影响钢的性能及使用。故W18Cr4V钢需经反复锻造加工，使其组织中出现的铸态鱼骨状共晶碳化物碎裂成细小的碳化物颗粒，并呈弥散分布，才能使用。
⑵、W18Cr4V钢中加入Cr元素，主要是提高钢的淬透性，固溶于基体强化基体组织，并改善钢的回火稳定性；同时形成Cr的碳化物作为钢中的强化相。
⑶、W18Cr4V钢中加入W、V元素主要是形成碳化物，作为钢中的强化相，提高钢的强度、硬度与耐磨性；同时细化晶粒，改善钢的韧性。尤其是V元素细化晶粒作用较强。
⑷、W18Cr4V钢在奥氏体化时，W、V元素可随时其碳化物少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，同时冷却后存在于基体组织中，强化基体组织和提高钢的回火稳定性。
⑸、W18Cr4V钢中加入大量的C、W、Cr、V元素，会使MS线（马氏体相变开始点）下移，淬火后组织中存在大量的残余奥氏体，在经回火冷却时会转变成马氏体，即出现二次淬火现象。而淬火组织中的马氏体因溶有大量的W、Cr、V元素，使其保持相当稳定。在270℃
回火时才有碳化物ε相析出，至400℃，碳化物ε转变为Fe3C相并进行聚集，此时马氏体硬度下降。回火温度升至400℃以上，开始生成特殊碳化物，400℃至500℃，主要析出铬的碳化物。500℃至600℃，部分Fe3C重新溶解而自回火马氏体中开始析出弥散度很高的碳化物W2C和VC，使硬度回升，即出现二次硬化现象。由于回火马氏体中溶有大量的W、Cr、V元素，使回火马氏体保持较高的硬度，而析出的碳化物聚集的速度较缓慢，因而会产生显著的红硬性。
⑹、W18Cr4V钢中加入W元素可以消除钢的回火脆性。
⑺、W18Cr4V钢中存有少量的Si、Mn、Mo元素，除提高淬透性外，主要也固溶于基体组织中，起到强化基体组织和改善钢的回火稳定性的作用。
2、W18Cr4V钢的热处理工艺
W18Cr4V钢相变点为： AC1820℃、Accm1330℃、Ar760℃、Ms210℃。W18Cr4V钢的始锻温度1120~1140℃，终锻温度950℃，锻造后堆集冷却或砂中冷却。
3. 1 退火
锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷, 冷却后应立即进行退火, 退火的目的是为了消除锻造应力, 降低硬度以利于切削加工, 同时也为随后的淬火作组织准备。 W18Cr4V钢常采用等温退火工艺,其工艺路线见图1。
3. 2 淬火
W18Cr4V属于高合金工具钢,导热性差,淬火加热时通常要在
800℃ ~ 850℃进行预热, 对于大截面、形状比较复杂的零件, 需进行两次预热。
W18Cr4V钢的淬火加热温度很高, 一般为1270℃ ~ 1280℃ , 在这个温度围,溶于奥氏体中的合金元素量才会多,淬火后马氏体中的合金元素量相应也高,高速钢的热硬性才会好。淬火冷却一般采用分级淬火或油冷淬火。
3. 3 回火
W18Cr4V钢淬火后残余奥氏体量较多可达30%,为了减少残余奥氏体量, 消除应力, 稳定组织, 提高力学性能,淬火后要在560℃进行回火,高速钢回火时会产生“二次硬化”现象,使硬度得到提高。由于高速钢淬火后残余奥氏体量高达 30%, 经一次回火是不能完全消除的, 因此要在 560℃进行三次回火。回火后的组织由回火马氏体、少量残余奥氏体、块状合金碳化物组成,硬度达到65HRC以上。淬火及回火工艺路线见图2。
四、结论
通过对高速钢W 18Cr4V性能特点的分析, 提出其锻造及热处理工艺的合理制定, 在实际生产中, W 18Cr4V钢采用正确的锻造及热处理工艺处理后, 用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好, 使用寿命长。
刀具常用钢材概述
刀具常用钢材简介 评价一把刀的钢材好坏,并不能仅仅从刀的锋利程度(硬度)来看,而是要从它使用钢材的:硬度,保持性(抗腐蚀性),柔韧性,易修复性这4个方面来综合的看。 一、钢合金 简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分： 碳（Carbon） 存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳，也成为高碳钢。铬（Chromium） 增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有1。3%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。锰（Manganese） 重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM420V。 钼（MolyBDenum）
碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 镍（Nickle） 保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。 硅（Silicon） 有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 钨（Tungsten） 增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。 钒（Vanadium） 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPMT440V和420VA 含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。 二、碳合金钢(非不锈钢) 这一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的,但非常困难。另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。当然，在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大。 在AISI钢材命名系统中，10xx是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx系列是铬钢。在SAE命名系统中，带有字符标示的(例
锻造资料
锻造 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压。 锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。 钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。 锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造；其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。 锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。 一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。 铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形，将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。 经压制和烧结成的粉末冶金预制坯，在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。 对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。 不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：锻坯下料；锻坯加热；辊锻备坯；模锻成形；切边；中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷；锻件热处理，用以消除锻造应力，改善金属切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矫正；
W18Cr4V热处理工艺
W18Cr4V热处理工艺 W18Cr4V钢为W系高速钢，是在T8A钢的基础上主要加入W、Cr、V元素形成的，W18Cr4V钢常用来制造高速切削，也可以用来制造冷作模具。 ⒈W18Cr4V钢的特性⑴、由于W18Cr4V钢中加入大量W、Cr、V 元素，使Fe-C相图中的ES线上升并左移，所以钢中出现大量的共晶莱氏体碳化物，其组织形态有布直接影响钢的性能及使用。故W18Cr4V钢需经反复锻造加工，使其组织中出现的铸态鱼骨状共晶碳化物碎裂成细小的碳化物颗粒，并呈弥散分布，才能使用。⑵、W18Cr4V钢中加入Cr元素，主要是提高钢的淬透性，固溶于基体强化基体组织，并改善钢的回火稳定性；同时形成Cr的碳化物作为钢中的强化相。⑶、W18Cr4V钢中加入W、V元素主要是形成碳化物，作为钢中的强化相，提高钢的强度、硬芳与耐磨性；同时细化晶粒，改善钢的韧性。尤其是V元素细化晶粒作用较强。⑷、W18Cr4V钢在奥氏体化时，W、V元素可随时其碳化物少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，同时冷却后存在于基体组织中，强化基体组织和提高钢的回火稳定性。⑸、W18Cr4V钢中加入大量的C、W、Cr、V元素，会使MS线（马氏体相变开始点）下移，淬火后组织中存在大量的残余奥氏体，在经回火冷却时会转变成马氏体，即出现二次淬火现象。而淬火组织中的马氏体因溶有大量的W、Cr、V元素，使其保持相当稳定。在270℃回火时才有碳化物ε相析出，至400℃，碳化物ε转变为Fe3C相并进行聚集，此时马氏体硬度下降。回火温
度升至400℃以上，开始生成特殊碳化物，400℃至500℃，主要析出铬的碳化物。500℃至600℃，部分Fe3C重新溶解而自回火马氏体中开始析出弥散度很高的碳化物W2C和VC，使硬度回升，即出现二次硬化现象。由于回火马氏体中溶有大量的W、Cr、V元素，使回火马氏体保持较高的硬度，而析出的碳化物聚集的速度较缓慢，因而会产生显著的红硬性。⑹、W18Cr4V钢中加入W元素可以消除钢的回火脆性。⑺、W18Cr4V钢中存有少量的Si、Mn、Mo元素，除提高淬透性外，主要也固溶于基体组织中，起到强化基体组织和改善钢的回火稳定性的作用。 ⒉W18Cr4V钢主要化学成分：0.70%~0.80%C、0.20%~0.40%Si、 0.10%~0.40%Mn、 3.80%~4.40%Cr、17.50%~19.00%W、≤0.30%Mo、1.00%~1.40%V、≤0.030%P、≤0.030%S。 ⒊W18Cr4V钢的热处理工艺：W18Cr4V钢相变点为： AC1 820℃、Accm1330℃、Ar760℃、Ms210℃。W18Cr4V钢的始锻温度1120~1140℃，终锻温度950℃，锻造后堆集冷却或砂中冷却。W18Cr4V钢常见的热处理工艺热处理工艺工艺参数硬度要求工艺特点等温球化退火加热860~880℃，保温3h，740~760℃等温，保温5h，炉冷至550℃以下出炉空冷≤255HBS Ac1820℃，Accm1330℃，加热温度应在Ac1~Accm线之间，等温温度低于Ar1760℃线以下，以获得粒状珠光体组织+碳化物不完全退火加热860~880℃，保温2h，炉冷至550℃以下出炉空冷≤277HB加热温度应在Ac1~Accm线之间，有利于粒状珠光体组织的获得淬火一次
常用刀具钢材的热处理
常用刀具钢材的热处理的详细资料 热处理 材料：5160 (弹簧钢） 一种很普遍的高端钢材，主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度，具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性（象L-6一样）。通常被用于制造剑类（硬度低于50s RC）和使用强度大的刀具（最高硬度大于60s RC）。 800度油淬,250度回火,保温几分钟,回火250度,保温几分钟意思是,如果你有热处理炉,达到250度时控制在这个温度,过几分钟后即可开炉.用土炉子时估计到250度左右了,把刀夹出迅速插入热煤灰堆几分钟即可完成回火.水冷,弹簧钢空冷有回火脆性,所以要水冷.没有高温计热处理炉,目测火色估温度. 淬火后尺寸没变化,表面会有些轻微脱炭,不过没关系,研磨过后脱炭层就会被磨掉,弹簧钢都应该用油淬，可以达到60度或者再高一点，但是那样子落到地上或者用手掰都会断。油的冷却速度在工件温度200-300度跟水比肯定是不够，但是可以有效防止开裂。而且弹簧钢的淬透性很好，如果坚持用弹簧钢做刀，那么还是用油淬比较合适。 52100(GCR15)轴承钢： 52100是一种滚轴钢材，只被锻工们使用。它和5160很近似，(但52100约含有 1% 碳，而5160 约含有0.60%碳)，比5160的打磨度好，但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。 轴承钢做刀不错，都能做砍刀了。回火的时候温度低一点就可以，200多度应该比较合适. GCR15球化退火工艺:加热到790-810度.保温.2-4小时.等温700-720度.保温.1-3小时,随炉冷至500度出炉空冷. 淬火温度850.C.油淬. 回火温度240.C 保温90-120分钟.硬度HRC59。 还有一种是： 52100处理方法 淬火（盐浴）650-700度预热8分钟再加热到850-860度保温8-9分钟后油淬回火 160-180度 8小时 部分钢号对照表 D2=Cr12Mo1V1 O1=9CrWMn 440C=9Cr18Mo或11Cr17 A2= Cr5Mo1V T10=1095 420=4Cr13 52100=Gcr15 D-2（cr12mo1v~cr12mov） D-2 有时被叫作“半不锈钢”，含铬量较高（12%），但不到不锈钢的程度。它比上面提到的碳钢的（52100，5160）抗锈性都好，也有很优秀的打磨度，但坚韧度不如前述碳钢，也不能达到完美的表面处理度。Bob Dozier 爱用D-2。金属机械加工用之耐磨工具钢材D2, 属风硬钢(Air-Hardening steel) ; 被广泛应用砍伐刀或猎刀次制作, 含碳量高达1.5%, 含铬量亦高达11.5%, 经热处理後可达HRc60之硬度, 但相对地廷展性(韧性)较弱, 耐锈能力亦不甚佳, 钢材表面亦难作镜面磨光处理。 煅打后应该再要退火才行，要不会很硬，
刀具热处理
七、高速钢刀具打的变形开裂及防止措施 淬火变形是钢淬火必然产生的客观规律。 高速钢刀具在热处理过程中经常遇到变形开裂的问题，尺寸较大、形状较复杂的刀具及细长的刀具尤为突出（前者易开裂，后者易变性）。现在仅将生产过程中遇到的刀具变形、开裂情况及防止措施，结合典型刀具为例作一些说明。 【高速钢刀具产生变形开裂的原因】高速钢刀具产生变形开裂，主要是受到组织应力和热应力的影响。 1、组织应力的影响刀具在加热和冷却过程中发生各种组织转变，由于钢中各组织的比容不同，因此在相变时发生体积变化。尤其是高速钢，淬火冷却胡得到高合金度的马氏体组织，马氏体的比容大，使刀具淬火后体积膨胀。另一方面，由于刀具具有复杂的几何形状，加热和冷却是的组织转变非同时进行，一些尖角的地方容易引起应力集中，导致刀具变形开裂。 影响组织应力大小的因素很多，如加热温度、冷却方法等。要减小组织应力，主要是在热处理中设法调节马氏体。奥氏体和贝氏体的相对量，这与淬火方法（油淬分级及等温淬火）直接有关。 2、热应力的影响热应力是刀具在加热和冷却是产生内外温差所引起的。由于工件表里各种存在温差、造成热胀冷缩的不一致。高速钢的导热性较差，更加剧热应力的作用。故对一般易裂易变性的刀具应采用多次预热、多次分级、甚至等温的工艺。 3、原材料碳化物偏析导致变形开裂生产实践中由于碳化物的
不均匀性，是工具沿碳化物集中处开裂。例如铣刀、剃齿刀等刀具的内孔开裂，多数是上述原因所导致的。 4、淬火前刀具内部存在较大的应力在处理过程中易引起变形开裂。例如薄形锯片铣刀在处理前先消除应力，处理后能减少变形。 5、淬火温度过高使钢材强度大大下降，因此在加热和冷却过程中容易发生变形与开裂。实践经验证明，凡刀具有过热、过烧现象，则刀具变形就大（如车刀、钻头之类），容易引起开裂（如铣刀、滚刀之类）。 6、冷却过快在热应力和组织应力的复杂作用下，易引起变形开裂。同样，加热过快也易引起变形开裂。高速钢具有极好的淬透性，只有在600℃以后缓慢的冷却都不妨碍刀具的硬度和其他切削性能。例如：我厂在处理组合铣刀时（较大，需加热10~15分钟），由于等温硝盐水份过多，冷却过快，致使组合铣刀全部发生开裂。 7、回火不当所引起的变形开裂大型刀具虽然在淬火过程中不发生开裂，但是回火过程中亦易开裂（参阅高速钢的回火）。例如：一次，我厂在处理大得指形铣刀时，开裂即在回火炉中发生，因此后来我们规定大型刀具的回火采取低温入炉，缓慢升温。对于细长刀具（如拉刀），最好作垂直拉状进行回火。 8、水冷处理会使大型复杂的刀具发生开裂我厂曾对剃齿刀淬火进行冰冷处理（-70℃），结果发生开裂；如回火一次后进行冰冷处理，也有开裂。因此对于剃齿刀来说，冰冷处理只能在二次回火后进行。
高速钢W18Cr4V的锻造及热处理
W 18Cr4V钢热处理工艺研究 摘要通过对W 18Cr4V钢的性能特点进行了分析、对W 18Cr4V 钢的锻造工艺以及对W 18Cr4V钢进行退火、淬火及回火等热处理研究，得到了在实际生产中, W 18Cr4V钢采用正确的锻造及热处理工艺处理后, 用它生产的刃具及冷作模具综合力学性能好, 使用寿命长. 关键词 W 18Cr4V钢；锻造；热处理 ;退火；淬火；回火 一、对W 18Cr4V钢的介绍 高速钢W 18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素, 其总量超过 10%.特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性, 因而在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具. 我们在产品使用中发现,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定. 1、 W 18Cr4V钢的性能特点
W18Cr4V钢的化学成分见表 1。在钢中, 碳的质量分数为0. 70% ~ 0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体, 以保证高硬度和高耐磨性, 以及良好的热硬性。 钨是使高速钢具有热硬性的主要元素, W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时, 一部分Fe4W2 C 溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素, 有很高回火稳定性的马氏体。在 560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象, 使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用.。 铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。 钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解, 能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响, 回火时钒也引起二次硬化现象.。 2 组织结构特点 W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体, 莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物, 这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除, 只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具
大型铸钢件工艺
大型铸钢件工艺设计的关键技术 武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡 摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究 铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析 在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。 在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析 对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。
W18Cr4V钢热处理工艺研究
W18C r4V钢热处理工艺研究 胡鹏 （机电11-1 四号） 摘要：本文主要阐述了对W18C r4V钢热处理工艺的研究，通过查阅书籍资料，询问有经验人士，以及个人对于W18C r4V钢的了解分析，得出了W18C r4V钢的热处理工艺主要有三大方面，分别是：退火、淬火、回火。本文就主要围绕这三个方面作了较为详细的阐述。以此来简单谈谈本人对W18C r4V钢热处理工艺的一点小小的探究。错误之处请多多指正！ 关键词：W18C r4V钢、二次硬化、油冷淬火、热硬性 高速钢W18Cr4V是一种高合金工具钢,钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素,其总量超过10%. 特点是红硬性和耐磨性高,淬透性好,并且具有一定的韧性,在实际生产中常用来制造刃具和冷作模具。在产品使用中,决定其使用寿命的主要因素是锻造和热处理工艺的合理制定。 1.1 W18Cr4V钢的化学成分： 其中碳的质量分数为0. 70%～0. 80%, 它一方面要保证能与钨、铬、钒形成足够数量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奥氏体中,使淬火后获得碳含量过饱和的马氏体,以保证高硬度和高耐磨性,以及良好的热硬性。钨是使高速钢具有热硬性的主要元素,W18Cr4V 钢在退火状态下钨与钢中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加热时,
一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后形成含有大量钨及其他合金元素。有很高回火稳定性的马氏体.。在560℃回火时钨又以W2C形式弥散析出,造成二次硬化现象,使钢具有高的热硬性,未溶的合金碳化物起阻碍奥氏体晶粒长大及提高耐磨性作用。铬对高速钢性能的主要影响是增加钢的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。钒与碳的结合力比钨或钼大,碳化物很稳定,淬火加热时高温下才可溶解,能显著阻碍奥氏体晶粒长大。并且碳化钒的硬度高,颗粒细小、均匀,对提高钢的硬度、耐磨性和韧性有很大影响,回火时钒也引起二次硬化现象。 1.2组织结构特点： W18Cr4V钢的铸态组织中有大量的莱氏体,莱氏体中有粗大、不均匀分布的鱼骨状碳化物,这些碳化物的存在导致高速钢在使用中容易崩刃和磨损。而这些粗大的碳化物不能用热处理的方法消除,只能用锻造的方法将其击碎,并使它均匀分布,再用来制造各种刃具和模具。 1．3 用途： 如车、刨、铣、铰、拉刀、钻头、各种齿轮刀具及丝锥、板牙等，适于加工软的或中等硬度(300～320HB以下) 的材料。及制作高温耐磨机械。 2 热处理工艺： 2.1退火： 锻件锻后应立即放入白灰箱或干砂箱中严埋缓冷,冷却后应立即进行退火,退火的目的是为了消除
锻造工艺规范
ZX/JS-0058 江苏新中信电器设备有限公司 锻造工艺规范 编制：审核：审批： 二零三年三月
江苏新中信电器设备有限公司 ZX/JS-005 锻造工艺规范——————————————————— 1 主题内容与适用范围 本规程规定了煤炉加热、空（蒸）气锤锻造的操作程序及要点。 本规程适用于公司外协锻造件煤炉加热、空（蒸）气锤上的锻造，锻造件。 2 准备工作 2.1 材料检查 2.1.1 操作者必须根据锻造工艺卡上规定的材质和下料规格核对材质和规格，并核查实际下料毛坯尺寸，发生疑问时应将信息反馈到发料部门和技术部门。 2.1.2 操作者必须目视检查原材料，不得有可能导致锻造宏观缺陷存在，有缺陷之原材料经打磨或切削加工等方法处理后，再经无损检验或目视检查，在不影响锻造质量的情况下方可加热锻造。 2.2 设备及模具的检查 2.2.1 生产前，应认真检查设备及所有附件，一切正常方可投入生产。 2.2.2 操作者应根据派工单和锻造工艺卡片领用，检查核对模具，并根据锻造工艺核查模具尺寸，不得有误。 3 材料加热 锻造加热设备为灶或炉和室式炉，燃料为煤，在加热过程中应特别注意尽量减少氧化，防止过热过烧。 3.1 为了减少氧化皮，在加热过程可采取以下措施： a、在保证加热质量前提下，直径小于200㎜的小规格低、中碳钢和低合金钢尽 量采用快速加热，缩短加热时间，尤其是金属在高温下的停留时间不宜过长，尽 量用少装勤装的操作方法。 b、在燃料完全燃烧的条件下，尽可能减少过剩空气量，以免炉内剩余氧气过多， 并注意减少燃料中水分。 c、炉堂应保持不大的正压力，防止冷空气吸入炉堂。 d、工件加热到温后尽快出炉锻打。 3.2 防止过热、过烧的措施： a、熔点较钢材低的铜屑等不能落入炉底，以防渗入金属内部，导致过烧。 b、控制加热温度和时间，钢材温度不得高于材料所允许的始锻温度，如果锻压 设备发生故障而长时间停锻时，必须降低炉温或采取其它措施。 c、高、中合金钢和直径大于200㎜的高碳钢加热时应适当控制加热速度，可采取 适当降低装炉温度并在此温度下保温一段时间的方法，以防形成内裂。 4 锻造 4.1 基本要点 4.1.1 操作者在锻打之前，必须熟悉锻件图及锻造工序，准备好自检量具和工具。 4.1.2 根据工艺规定，使用相应锻压设备。 4.1.3 材料达到锻造温度（可目测或用光学高温计测量）即可出炉锻造，在操作时避免局部过冷，工模具要预热到足够温度，操作要迅速，又要避免局部重复打击。 4.1.4 严格控制终锻温度，不允许在高出规定终锻温度太高的温度下停止锻打，否则会形
高速工具钢热处理工艺
2.热处理工艺 预热分别采用箱式电阻炉(或井式炉)和中温盐浴炉，最后加热在高温盐浴炉中进行。在硝盐炉或电阻炉回火。 (1)预热 按拉刀的直径不同可分为一次预热和二次预热，目的是消除加工应力，使内外温度一致，减小拉刀的变形。温度分别为550～600℃和800～850 C，预热时间为最后加热时间的3倍和2倍。 (2)淬火加热 拉刀的晶粒度控制在9～10级，加热系数为10～15s/mm，拉刀的热处理工艺如表4-12所示。 (3)冷却 采用分级或等温淬火，分级温度为580～620 C，盐浴成分为50% BaCl2+30% KCl+ 20%NaCl(简称2-3-5盐)，当表面温度到650～700℃时，转人220～250℃的硝盐中保温30～40mino (4)热校直 快速从硝盐炉中取出，将拉刀放在螺旋压力机上进行校直，考虑到冷速太快，要在不低于20℃的温度下校直，采取校过的措施，以防止其反弹。 (5)清洗回火 开水槽煮净拉刀表面的残盐，拉刀垂直向上插入圆形回火筐中挤紧回火，介质为100%KN03,温度为540～5600C，保温80～100min，回火3次。 (6)热校直
出炉后用手动压力机校直拉刀，一般冷至400℃左右开始加压，冷到室温卸去压力。当两把弯曲拉刀的凸面紧贴在一起，中间塞上斜铁，两头放人炉中回火，也可有良好的效果。 (7)柄部处理 将柄部在850℃的盐浴炉中加热到表面颜色与盐浴一致时，挑出油冷或空冷。另外也可借柄部来校直拉刀，将导向部分压弯来满足减少韧部偏摆的要求。 W18Cr4V拉刀的热处理工艺见图4-23所示。 高速钢刀具在热处理生产工序中，常见的缺陷有过热与过烧、硬度不足、表面腐蚀、茶状断口和裂纹等、 (1)过热与过烧 过热的特征是断口呈粗瓷状，在金相组织中奥氏体晶粒长大，碳化物颗粒呈角状或沿晶界出现不同程度的网络状。 过烧的特征是刀具表面呈被烧熔的皱皮，断口呈粗糙状，金相组织中奥氏体晶粒更为粗大，碳化物呈共晶鱼骨状或沿晶界形成黑色的氧化物状。 W18Cr4V及W6Mo5Cr4V2Al钢的过热与过烧组织，如图69所示。产生过热与过烧的原因，主要是: ①淬火加热温度过高，超过了正常的加热温度， ②铆材碳化物不均匀度严重，过热敏感性大，在碳化物少的区域，正常加热就有产生晶粒长大的可能; ③在盐浴炉加热时，刀具靠近电极而使其表面过热或熔化过烧。 一刀具轻微过热，如有晶粒长大倾向，碳化物变形或呈不严重的断续网
锻造工艺规范
盘锦辽河油田天都实业有限公司 锻造工艺规范 TD/QD-ZJ-01，B/0 编制：周强日期：2013.12.06 审核：任文松日期：2013.12.06 批准：考立龙日期：2013.12.06 受控状态: 受控发放编号： 修改状态：第1次
1 主题内容及适用范围 本规范规定了承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材）的化学成份、性能、熔炼、锻造、热处理及试验等内容。 本规范规定了承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材，以下简称锻钢件）的生产、采购。 2 引用标准 GB9452热处理炉有效加热区测定方法 JB4249-1986锤上钢质自由锻件机械加工余量和公差 JB4250锤上钢质胎模锻件机械加工余量和公差 3 总则 锻钢件应符合本规范要求并按照经规定程序批准的技术文件和图样制造。 4 化学成份 4.1锻钢件用钢的化学成份应以抽样分析结果为依据。 4.2锻钢件材料化学成份极限应不超过表1、表2规定。 4.3锻钢件各元素的最大偏差应符合表3规定。 4.4常用锻钢件化学成份及允差应符合附录A或附录B的要求。 注：附录A给出了我国材料的化学成份及允差，附录B给出了相对应的美国材料的化学成份及允差，如用户要求，按用户要求选择，如用户无要求，则按附录A执行。 表1 表2
5 工艺要求 5.1熔炼方法 5.1.1制造厂必须制定规范的熔炼工艺指导生产。 5.1.2锻钢厂(含轧材)用钢熔炼一般采用碱性电弧炉可感应电弧炉进行，酸性电弧炉熔炼的钢不接 表3 合金元素最大偏差范围 注：表3中各元素的最大偏差应当使元素的合金含量不超过表1规定的值。 受；在熔炼过程中采用真空感应熔炼(VIM) 或者采用真空脱气、氢—氧脱碳方法(AOD)都可以接受，无论采用何种方法熔炼，钢水都必须经过充分镇静，以便得到纯净的钢水，保证锻件具有压力容器质量。 5.1.3中小型锻件也可直接用。 5.2锻造要求 5.2.1锻件图上规定的机械加工余量、公差及余量按JB4249-1986和JB4250有关标准执行。 5.2.2制造厂必须制定规范的锻造工艺指导生产。 5.2.3锻钢件若采用钢锭制作其主截面的锻造比不得小于3，若采用轧材制作其主截面的锻造比不得小于1.6。 5.2.4外观质量及其修补 5.2.4.1锻件的形状与尺寸应符合锻件图的要求。 5.2.4.2锻钢件外加工面不允许有飞刺，位于加工面的飞边经切除后残余量不应大于2mm。 5.2.4.3胎模锻件分模面错移量。 a、对于分模处于加工面的锻件，错移量应不大于加工余量的1/3。 b、对于分模线处于外加工面的锻件，错移量应符合表4规定。 a、需加工表面的缺陷深度不超过单面余量的1/2时，并保证加工后能完全清除，可不清除。
高速钢刀具的热处理
高速钢刀具的热处理 张成云 摘要：随着现代制造技术的发展，高速钢刀具在切削加工中被广泛使用。本文通过对高速钢刀具材料的化学成分、性能及使用工作条件的阐述以及加工中对刀具材料的技术要求，经过严格的热处理工艺方法如;退火、淬火、和多次高温回火才能满足其技术要求和使用性能。本文参考了一些“金属材料、工艺学”教材和经过多年的实践摸索总结而成。 关键词：高速钢刀具热处理 1、引言 1.1高速钢：它是含有w、cy、v等合金元素较多的合金工具钢。如w18cv4v是国内使用最为普遍的刀具材料，广泛的用于制造较为复杂的各种刀具。如钻头、铣刀、铰刀、拉刀和其他成型刀具。高速钢俗称锋钢或风钢；称锋钢是因为用高速钢w18cv4v制造的刀具硬度能达到HRC62-65度非常锋利。称为风钢是针对热处理操作而言，一般的钢铁材料制造的刀具要想满足技术要求在加热后需借助油或水中快速冷却，而高速钢制造的刀具在有效厚度小于5mm的工件，加热后在流动的空气中（风中）就能淬上火，就能获得相当的硬度（HRC55-60）,因此而得名。 1.2刀具在工作时，由于摩擦作用，势必引起刀具刃部温度的升高，当切削速度达到一定量刃部温度能达到500-600℃。随着机械制造业的发展和制造工艺的成熟，切削加工速度的提高，刀具刃部的工作温度还可能增加。这就要求刀具材料不仅具有一般刀具材料的所必需的硬度、强度、耐磨性和一定的韧性，还要求刀具在较高的温度下具有高硬度、强度和耐磨性（俗称红硬性或热硬性）。而碳素工具钢和低合金工具钢在200℃以下可以保持其工作性能，当工具受热超过250度时，硬度就显著下降，失去切削效能。高速钢经热处理以后，其热硬性好，因此在生产实践中被广泛使用。 2.常用刀具材料 2.1高速钢常用的材料有W18Cr4V、W9Cr4V2、W6MO5Cr4V2、W12Cr4v4Mo等几种。其中以W18Cr4V钢产量最多，应用最广泛，历时最长。为世界各国所通用。
常用热处理方法
一、退火 将钢件加热到临界温度以上（不同钢号它的临界温度也不同，一般是 710-750℃，个别合金钢到800或900℃），在此温度停留一段时间，然后缓慢冷却的过程叫做退火 退火的目的是： 1、降低硬度，便于切削加工； 2、细化晶粒，均匀组织，以改善钢件毛坯的机械性能，或者为下一步淬火 做好准备； 3、消除内应力 二、正火 将钢件加热到临界温度以上，在此温度停留一段时间，然后放在空气中冷却的过程称为正火。 正火的冷却速度比退火快，加热和保温时间与退火一样。 正火的目的是使低碳和中碳钢件及渗碳机件的组织细化，增加强度与韧性，减少内应力，改善切削性能。 正火实质上是退火的一种特殊形式具有与退火相似的目的所不同的是冷却 速度比退火快，可以缩短生产周期，比较经济。 三、淬火 将钢件加热到临界点以上，保温一段时间，然后在水、盐水或油中（个别材料在空气中）急速冷却的过程叫做淬火。 淬火的目的是提高钢件的硬度和强度。对于工具刚来说，淬火的主要目的是提高它的硬度，以保证刀具的切削性能和冲模工具及量具的耐磨性。对于中碳钢制造的机件来说，淬火是为以后的回火做好结构和性能上的准备，因为高强度和高韧性并不能在淬火后同时得到，而是在回火处理后才得到的。 有很多零件如齿轮、曲轴等，他们在工作时一方面要受磨，另一方面又要受到冲击作用，因此要求零件表面有很高的硬度，而中心有较好的韧性。这时可以利用表面淬火的方法来达到上述要求。 表面淬火是应用将工件的表面迅速加热到淬火温度（这时金属内部的温度仍比较低），随后立即用水喷到工件表面上，进行急速冷却。这样就能获得表面硬、中心韧的要求。 表面加热时，可用氧炔焰、高频电流或中频电流加热。 四、回火 将淬硬的钢件加热到临界点以下的温度，保温一段时间，然后在空气中或油中冷却下来的过程叫做回火。 回火的目的是消除淬火后的脆性和内应力，调整组织，提高钢件的塑性和冲击韧性。对于工具来说，是为了尽可能减少脆性保留硬度。对于零件来说是为了提高韧性，但不可避免的会使硬度降低。 五、调质 淬火后高温回火，叫做调质。 调质的目的是使钢件获得很高的韧性和足够的强度，使其具有良好的综合机械性能。很多重要零件如主轴、丝杠、齿轮等都是经过调质处理的。 调质一般是在零件机械加工后进行的，也可把锻坯或经过粗加工的光坯调质后再进行机械加工。 六、时效
大锻件锻造方法简介
大锻件锻造方法简介 1．钢锭的结构特点 1.1钢的冶炼和浇注 大型钢锭用钢的冶炼一般在碱性电炉中进行。通过电炉冶炼，获得所需要的化学成分， 控制好S、P等杂质含量。 对于重要的锻件，钢水还要经过精炼。精炼多在精炼炉中进行，精炼的主要任务是微调 化学成分和真空除气，还可以调整钢水的温度。 钢锭的浇注有上注法和下注法两种，大型钢锭以上注法为多。对于重要的锻件，在钢锭 浇注时往往有特殊的要求，如真空浇注、真空碳脱氧等等。 在精炼炉中真空，和在浇注时真空，都需要有专门的，巨大的真空系统。真空的目的是 尽可能排除钢中所含的氢、氧等有害气体。提高钢的纯净度，并为缩短锻件第一热处理周期 创造条件。 1.2大型钢锭的宏观组织： 钢锭内部的组织结构，主要取决于钢锭浇注时 钢水过冷与传热条件。 锭身表面层冷却速度快，为细小的等轴晶； 锭身中间带为柱状晶，距中心愈近晶粒愈粗 大； 锭心区为粗大等轴晶，晶间夹杂较多，组织 较疏松。 钢锭底部：冷却速度快晶粒细，但该区在钢 锭凝固过程中形成一锥形沉积堆，含有大量夹杂 物。 冒口：钢水因有保温帽保温，冷却速度最慢。 该区组织结构极松，存在有收缩孔、收缩疏松等 大量缺陷。 因此在大锻件的订货技术条件中往往规定水 冒口的最小切除量。在锻造工艺中也要确定水冒 口的实际切除量。 1.3大型钢锭内部的主要缺陷： 大型钢锭的主要缺陷是偏析、气体、夹杂和 疏松。它们是冶金过程中固有的缺陷，只能减少， 不能消除。 偏析：指的是结晶过程造成钢锭的不同部位的 化学成分不一样。 气体：在熔炼过程中钢水大量地吸收氢（还有氮）。当钢中的氢含量超过一定值时，锻造后冷却时就可能产生白点而使锻件报废。比如国外某公司在核岛锻件订购技术条件中规定钢包分析氢含量不得超过0.8ppm(1ppm=百万分之一)。含氢量高的钢锭在锻成锻件后，要在锻后热处理中花费大量的时间来扩散氢气以避免白点。 夹杂：夹杂的来源有来自熔炼过程和脱氧产物的，也有来自出钢槽、盛钢桶等外来夹杂。 缩孔和疏松：液态钢和固态钢，都随温度降低而发生体积收缩；从液态变为固态时，也 有体积收缩。钢液在锭模（或砂型）中凝固时，先凝固成与注入钢液差不多高的外壳，中 间随着凝固收缩就会向下凹下去。于是在头部形成大的空洞，即开放缩孔。如果上部比下
锻造的重点总结
锻造的重点总结 1,锻造 ◆什么叫做锻造： □在加压设备及工（模具）的作用下，使坯料产生局 部或全部的塑性变形，以获得一定的几何形状，形 状和质量的锻件的加工方法称为锻造. ◆锻造的分类： □自由锻造 只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直 接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻 件. 模锻 利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法. □自由锻造的方法 镦粗：使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序. 局部镦粗：在坯料上某一部分进行的镦粗. 镦粗的过程控制: 1.为了防止镦粗时产生纵向弯曲,圆柱体坯料的高度与直径之比不应超过 2.5-3,且镦粗前坯料端面应平整,并与轴心线垂直. 镦粗时要把坯料围绕着轴心线不断转动坯料发生弯曲时必须立即矫正。 芯棒拔长： 它是在空心毛坯中加芯棒进行拔长以减小空心处径（壁厚）而增加其长度的锻造工序，用于锻造长筒类锻件. 芯棒拔长的过程控制: 1.芯棒拔长都应以六角形为主要变形阶段 即圆→六角→圆,芯棒拔长应尽可能在V 型下砧或110°下槽中进行. 2.翻转角度要准确,打击量在均匀,发现有壁 厚不均匀及两端面过度歪斜现象,应及时 把芯棒抽出,用矫正镦粗法矫正毛坯. 3.芯棒加工应有1/100～2/100日锥度. 拔长：使毛坯横断面积减小，长度增加的 锻造工序. 拔长锻造工艺参数的选择就是要在保证质量的前提下提高效率 1. 每次锤击的压下量应小于坯料塑性所允许的数值，并避免产生折叠，因此每次压缩后的锻件宽度与高度之比应小于2~ 2.5，b/h＜2~2.5，否则翻转90°再锻造时容易产生弯曲和折叠。 2.每次送进量与单次压下量之比应大于1~1.5，即L/△h/2＞1~1.5生产中一般采用L=(0.6~0.8) h (h为坯料高度)。如图
W18Cr4V挤压杆热处理工艺设计(1)
热处理工艺 课程设计说明书 课程名称： 金 属 热 处 理 工 艺 学 设计题目： W18Cr4V 挤压杆热处理工艺的设计 院 系： 机 械 工 程 学 院 班 级： 材料成型及控制工程 0801 学 号： 0 8 1 1 0 4 1 2 6
学生姓名：吴欣桐 设计题目W18Cr4V挤压杆热处理工艺的设计 学生姓名吴欣桐院系专业机械工程学院材料0801 指导教师：黄新 热处理工艺课程设计任务书
设计要求： 1.相变点的确定 2.热处理工艺参数的制定 3.热处理设备的选择 4.组织特点和性能的分析 5.夹具的设计或选用 6.工艺卡片填写 学生应完成的工作： 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各种热处理工序的工艺参数的选择依据和各种热处理后的显微组织作出说明。 推荐参考文献阅读： 1《热处理工程师手册》，樊东黎主编，机械工业出版社； 2《热处理技师手册》，张玉庭主编，机械工业出版社； 3《热处理手册（共4卷）》，中国机械工程学会热处理学会，机械工业出版社； 4《热处理实用数据速查手册》，叶卫平主编，机械工业出版社； 5《金属热处理工艺学》，夏立芳，哈尔滨工业大学出版社； 6《热处理常见缺陷分析与对策》，王忠诚主编，化学工业出版社；等。 任务下达日期：2011年1月9日 任务完成日期：2011年1月15日 答辩日期： 指导教师：黄新 学生签名： 目录 1 热处理工艺课程设计的目的 --------------------4 2 零件的技术要求及选材 ------------------------4
刀具钢材及各种钢材对比
钢是铁、碳和少量其它元素的合金。不锈钢或者10.5%或以上铬金含量的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。应该记住不锈钢并不是说这种地钢材不生锈或不会被腐蚀，而只不过是它比不含铬的合金的耐腐蚀性能强得多。除了铬金属之外，其它金属元素如镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能，从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。因应用目的和场所的不同，仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具，对于你特定工作的效率和成功至关重要！！！！！ 当今刀具常用刃材 AUS-8 ATS-34 GIN-1 CPM-T440V SANMAIIII（三层钢） 420J CARBON V 440C D2 AUS-8： 一种高碳低硌不锈钢，经过长时间证明具有非常优秀的折中特点，既坚硬又坚韧，既不易生锈又能保持锋利长久。 ATS-34： 日本钢，隶属日立钢铁公司生产。大多数手工刀采用的材料，也是名牌厂家选用之高级不锈钢材料。ATS-34也属于高碳钢，其硬度可作到59-61HRC，有些人认为是目前最好的刀刃钢材之一。此外，美国的154CM钢材与ATS-34等同。 GIN-1： 以前也叫G2，是一种低成本的钢材，稍软于AUS-8。 CPM-T440V： 近来被认为是超级制刀钢材，比目前市场上的所有不锈钢都经久耐用，长时间无需磨刀。 SAN MAI III（三层钢）： 一种昂贵的日本薄片层压钢材。高碳含量的坚硬里层作为刀刃的中心层，两边经过回火处理的坚韧弹性钢，最终的刀刃集中了良种钢材的特点，品质极佳。其比AUS-8的坚韧性高25%。 420J： 属于低碳钢，坚韧（甚至不易折断），抗冲击，抗腐蚀，能保持适度锋利，易于保养，有不少观赏刀剑用此钢材。 CARBON V： 一种纯粹的碳合金钢，冷钢公司在其购买的大量高级碳钢材中加入少量合金元素增加了这种钢材的坚韧性和持久性，然后按照严格的规则滚轧获得最好的结晶化，使刀刃可以充分利用
铸钢件工艺
模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。