光亮退火炉生产厂家价格优惠-丹阳方伟炉业有限公司

Fangwei Furnace Product List

方伟炉业产品列表

Fangwei Furnace Contact Us

方伟炉业联系我们

丹阳方伟炉业有限公司
地址:丹阳市导墅镇
联系人:蒋国良
手机:13606100693
销售热线:0511-80307260
传真:0511-80307259
邮编:212363
邮箱:jgl6672889@126.com
网址:www.fwluye.com
产品技术 您现在的位置:首页>产品技术

高速钢刀具淬火裂纹的原因及预防措施

发布者:丹阳方伟炉业有限公司 发布时间:2017-3-28 13:04:53 点击次数:325 关闭

高速钢属莱氏体钢,含有大量合金元素,冶炼后形成大量一次共晶碳化物和二次碳化物(约占成分总量的18%~22%),这对高速钢刀具的淬火质量及使用寿命有很大影响。高速钢淬火温度接近熔点,淬火后组织中仍有25%~35%的残余奥氏体,致使高速钢刀具容易产生裂纹和腐蚀。下面分析影响高速钢刀具淬火裂纹和腐蚀的原因,并提出相应预防措施。

  1高速钢原材料的冶金缺陷

  高速钢中所含大量碳化物硬而脆,为脆性相。一次共晶碳化物呈粗大骨骼状(或树枝状)分布于钢基体内。钢锭经开坯压延和轧制后,合金碳化物虽有一定程度的破碎和细化,但碳化物偏析依然存在,并沿轧制方向呈带状、全网状、半网状或堆积状分布。碳化物不均匀度随原材料直径或厚度的增加而增加。共晶碳化物相当稳定,常规热处理很难消除,可导致应力集中而成为淬火裂纹源。钢中硫、磷等杂质偏析或超标也是导致淬裂的重要原因。高速钢的导热性和热塑性差、变形抗力大,热加工时易导致金属表层和内层形成微裂纹,最终在淬火时因裂纹扩展而导致材料报废。大型钢锭在冶炼、轧制或锻造等热加工过程中形成的宏观冶金缺陷如疏松、缩孔、气泡、偏析、白点、树枝状结晶、粗晶、夹杂、内裂、发纹、大颗粒碳化物及非金属夹渣等均易导致淬火时应力集中,当应力大于材料强度极限时便会产生淬火裂纹。

  预防措施为:①选用小钢锭开坯轧制各种规格的刀具原材料;②选用二次精炼电渣重熔钢锭,它具有纯度高、杂质少、晶粒细、碳化物小、组织均匀、无宏观冶金缺陷等优点;③对不合格原材料进行改锻,击碎材料中的共晶碳化物,使共晶碳化物不均匀度≤3级;④采取高温分级淬火、再高温回火的预处理工艺,通过精确控温等措施,可有效避免高速钢原材料冶金缺陷引起的淬火裂纹。

  2高速钢过热、过烧组织

  高速钢过热、过烧组织的特点为晶粒显著粗化,合金碳化物出现粘连、角状、拖尾状及沿晶界呈全网状、半网状或连续网状分布;钢组织内部局部熔化出现黑色组织或共晶莱氏体,形成过烧组织,显著降低晶间结合力和钢的强韧性。引起高速钢过热、过烧组织的主要原因有:淬火加热温度过高,测温和控温仪表失准;盐浴炉淬火加热时,因盐浴表面烟雾导致辐射高温计测温出现误差;变压配电盘磁力开关失灵;刀具加热时离电极太近或埋入炉底沉积物中;原材料存在大量角状碳化物或碳化物不均匀度等级太高等。高速钢过热、过烧组织极易导致淬火裂纹。

  预防措施为:①严格控制原材料质量,共晶碳化物级别应≤3~3.5级;②原材料入库和投产前应作金相检查,确保无宏观冶金缺陷;③刀具淬火加热前用试片校验高温盐浴炉,检查晶粒等级与淬火加热温度的关系是否合理(参见表1);④采用微机控温与测温,测温精度达到±1.5℃。表1

 

  3萘状断口

  萘状断口是高速钢常见的组织缺陷,断口呈鱼鳞状,类似大理石,具有萘的光泽,断口极粗糙,晶粒粗大(可达?1mm)。由于材料脆性大,强韧性低,高温奥氏体化淬火时容易形成淬火裂纹。在热锻、轧制、压延等热加工时,经1050~1100℃高温奥氏体化,热塑性变形在5%~10%临界变形、精锻温度不当及重复淬火时未经中间退火(或退火不充分)等因素均易形成萘状断口,导致淬火裂纹。

  预防措施为:①合理选择精锻温度,严格控制终锻温度(≤1000℃),锻后缓冷;②锻坯淬火前应充分退火;③避免在5%~10%临界变形;④进行超晶粒细化处理等。采取以上措施可有效抑制高速钢萘状断口的形成,避免产生淬火裂纹。

  4机械设计与冷加工不当引起应力集中

  刀具厚薄不均、因棱角、锐边、尖角、沟槽、孔、凸台等形状突变而产生缺口效应以及冷加工表面粗糙、刀纹较深、存在碰伤及打标记等均可导致高速钢刀具淬火时应力集中,从而诱发淬火裂纹。如刀具淬火前存在较大冷加工内应力(尤其是磨削内应力)未予消除,在淬火加热和冷却时将形成多种应力叠加,当叠加应力超过材料强度极限时,将产生淬火裂纹和畸变。

  预防措施为:①改进刀具设计,使刀具形状合理、厚薄均匀。厚处可开工艺孔,薄处可增加肋条,变形悬殊处可制成斜坡;②将刀具的棱角、直角、尖角倒圆,孔口处倒角;③冷加工表面光洁度应达到设计要求,防止产生粗大刀纹,用万能笔书写标记;④淬火前通过退火消除冷加工内应力;⑤采用热浴分级淬火、等温淬火等工艺减少组织应力和热应力,避免应力集中。


最新新闻