高速钢W18Cr4V的锻造及热处理

对W18Cr4V钢的性能特点进行了分析,阐述了W18Cr4V钢的锻造及热处理工艺的合理制定.

浅谈高速钢W18Cr4V锻造质量控制

高速钢W18Cr4V属于莱氏体钢,是一种含有多种合金元素的合金工具钢,具有很高红硬性、耐磨性,在机械制造广泛用于切削的各种刀具、模具及工具。在锻造过程中由于忽视了一些问题,造成产品质量问题,因此应在锻造过程中引起注意。

Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的热变形行为

采用熔炼、电渣重熔和气雾化法制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末,再通过热等静压制备Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢。在不同变形条件下进行热压缩实验,研究粉末高速钢的热变形行为,根据获得的应力-应变曲线,建立热变形本构方程,绘制热加工图。结果表明:Co8W6Mo5Cr4V3粉末高速钢的流变应力随变形温度升高或应变速率减小而减小;通过本构方程预测的流变应力和实验得到的流变应力间的相关系数为0.995,可用此方程对粉末高速钢在不同变形条件下的应力进行预测;根据热加工图,粉末高速钢最优的变形温度为1 100~1 150℃,应变速率为0.1~1.0 s^(-1)。

脉冲N离子束轰击对TiAlN膜层和W18Cr4V高速钢结合力的影响

用电弧离子镀在刀具表面制备TiAlN膜层有利于提高其硬度和耐磨性能,但却降低了膜基结合力,影响其使用寿命。采用UVN 0.5D2I脉冲离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在W18Cr4V高速钢基材上沉积TiAlN膜层。研究了基材N离子束轰击及在膜层沉积过程中N离子束辅助轰击对TiAlN膜层结合力的影响。结果表明:膜层沉积之前,N离子轰击与基材原子发生了相互作用,造成了原子级洁净的表面,形成了大量的高密度形核点,且形成了含有N元素的改性层;在膜层沉积初期,脉冲N离子束轰击形成了由W,Cr,V,Fe,N,Ti,Al元素组成的具有一定厚度的"扩散层",其与"改性层"的共同作用是膜基结合力提高的主要原因,膜基结合力最高为80 N。

W_(18)Cr_4V高速钢稀土离子硫氮碳共渗

介绍了RE元素对W18Cr4V高速钢离子SNC共渗组织和耐磨性的影响。结果表明 ,RE对改善组织 ,提高表面硬度 ,使渗层硬度梯度平缓 ,均可起到明显的作用。可有效地提高抗摩擦磨损 。

W18Cr4V高速钢在电磁场环境下的摩擦特性分析

研究了W18Cr4V高速钢在电磁场环境下的摩擦特性。结果表明,在运动副发生相对移动时会产生附着在接触表面的氧化物。受电磁场强度影响,附着氧化物将会粘连在高速钢表面。同时,随着电磁场强度的增大,在锌黄铜销上面磨损产生的铜和铁的氧化物减少,而高速钢表面的附着物增加。而且,装卡装置的磁性对实验结果影响较大。

脉冲爆炸-等离子体技术处理对W18Cr4V高速钢组织及性能的影响

脉冲爆炸-等离子体技术(PDT)是一种在大气环境下进行的表面改性技术.目前对PDT的研究主要集中在使用W电极改性,对其他电极改性效果研究不足.为探究电极材料为Ta时,在不同电容下PDT技术对的W18Cr4V高速钢改性效果和机理,使用Ta电极对W18Cr4V高速钢分别在800μF与1040μF电容下进行PDT处理,对处理后的物相、组织与性能进行了研究.采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对材料表面物相与截面组织形貌进行观察.发现经PDT处理后试样表面形成一层改性层,不同电容条件下,改性层厚度不同,在改性层表面形成Fe4N、Ta5N6、Ta2O5等新相,改性层组织为超细晶马氏体、残余奥氏体与网状铁钨碳化物组织,Ta元素渗入到改性层一定厚度中.经过HX-1000SPTA型显微维氏硬度计和HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样硬度和耐磨性能进行测试,发现硬度最高提升1.7倍,耐磨性能最高提升2.6倍.使用Ta电极对W18Cr4V进行PDT处理后,W18Cr4V性能得到大幅度提升.在不同电容下使用Ta电极对W18Cr4V高速钢进行PDT改性的效果与机理推进了对PDT的研究.

预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响

研究了预处理工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能的影响。试验结果表明，与退火预处理相比，调质预处理的奥氏体晶粒细小，未溶碳化物少，残留奥氏体是多，屈服强度高，仍应力区疲劳寿命长，但抗弯强度、塑性、冲击韧度、断裂韧性都较低，高应力区疲劳寿命也短。

淬火和回火温度对W4Mo2Cr4VNb高速钢组织和力学性能的影响

研究了淬火、回火温度对W4Mo2Cr4VNb钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度提高,试验钢奥氏体晶粒长大较快;淬火温度从1160℃提高到1200℃,高温回火后钢的二次硬化能力明显地提高了,但韧性急剧降低;试验钢在560℃左右回火时出现二次硬化峰;经1160℃淬火,580℃回火后试验钢韧性和抗弯强度较好;经1200℃淬火、560-580℃回火后,红硬性良好。

淬火回火对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢组织与硬度的影响

采用不同淬火、回火工艺对W6Mo5Cr4V2Si新型高速钢进行热处理工艺试验,并对材料的微观组织及硬度进行了分析。结果表明:W6Mo5Cr4V2Si钢在1200℃以下淬火、600℃回火硬度较低;在1250℃淬火时,随回火温度的升高,材料的回火硬度下降,560℃左右回火后材料的硬度最高,为67.1 HRC左右,其组织主要由网状、半网状及颗粒状碳化物+回火马氏体组成。

Nb含量对W3Mo2Cr4V(Nb)高速钢组织和力学性能的影响

研究了0～1.5％Nb对25 kg真空感应炉冶炼的W3M02Cr4V钢(％:0.8～1.1C、3.8～4.1Cr、2.9～3.2W、1.8～2.1Mo、1.0～1.3V)组织和力学性能的影响。试验结果表明:随着Nb含量提高,铸态组织中铌碳化物增多;淬火奥氏体晶粒变细;1180℃淬火时,1.2％～1.5％Nb钢比≤0.1％Nb钢HRC值提高了6.0;二次硬化能力和红硬性也得到了提高;使钢在较高淬火温度下的机械性能得到改善。

高速钢W6Mo5Cr4V2回火温度与硬度的曲线拟合分析

利用同温回火试验,获得高速钢W6Mo5Cr4V2在不同条件下的回火硬度数据。采用牛顿插值拟合法,得到W6Mo5Cr4V2钢回火温度与回火硬度的函数关系式。该关系式不仅解释了钢的回火硬度变化的物理意义,还能方便地预测W6Mo5Cr4V2的回火硬度。有利于回火工艺的设计和优化。

高温处理对W6Mo5Cr4V2高速钢中莱氏体碳化物的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了高温处理对电渣重熔工艺制得W6Mo5Cr4V2高速钢中共晶碳化物的影响。研究结果表明,在1150℃进行2h高温处理,组织中大块层片状一次碳化物分解转变为离异棒状、粒状,碳化物中位径由未处理时的9.98μm减小至3.80μm,M2C碳化物全部转化为MC与M6C碳化物,且以M6C居多,另含有少量MC碳化物。

激光冲击强化对W6Mo5Cr4V2高速钢材料表面性能的影响

目的研究激光冲击强化处理对W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢材料表面性能的影响机理,探讨激光冲击强化处理可否作为提高M2高速钢刀具使用寿命的一种手段。方法以铝箔作为表面吸收层、流水作为约束层,采用高功率钕玻璃激光冲击系统对M2高速钢试样进行激光冲击强化处理,然后用砂纸对试样表面打磨,用研磨膏抛光表面,用硝酸酒精溶液浸蚀金相试样。分别用金相显微镜和扫描电镜对被冲击试样强化层的微观组织进行观察及分析,用显微硬度计测量激光冲击前后试样表层材料的显微硬度,用X射线应力测定仪测量激光冲击后试样表面的残余应力。结果当采用的激光波长为1064 nm、激光能量为9 J、光斑直径为3 mm、脉宽<12 ns、激光功率密度为12.7 GW/cm^2时,M2高速钢材料强化层中的奥氏体晶粒显著细化,形成位错马氏体与孪晶马氏体的混合组织,M2试样表面硬度较激光冲击处理前提高约6.67%左右。试样表面获得了约1.0 mm深的残余压应力层,最大残余压应力在表层,约为-155 MPa。结论激光冲击强化处理在一定程度上改善了M2高速钢材料的表面性能,有利于提高M2高速钢刀具的切削性能与使用寿命。

立式连铸高速钢W6Mo5Cr4V2 φ100mm坯的工艺试验

采用150 kg中频感应炉-150 kg过渡钢包在设计的中100 mm立式连铸机以结晶器振动频率1.2 Hz和振幅±3 mm,拉速0.4 m/min,二冷水压力0.2 MPa进行高速钢W6Mo5Cr4V2连铸试验,并测定了在不同工艺条件下高速钢莱氏体网的厚度和冷却速率。结果表明,与15 kg锭普通模铸高速钢W6Mo5Cr4V2相比,Φ100 mm立式连续铸造得到的高速钢铸坯低倍组织致密无缺陷,莱氏体网明显变薄,铸坯心部莱氏体网平均厚度≤16μm,晶粒明显细化;M2C和MC型碳化物的析出量增多,M_6C型碳化物的析出量减少,碳化物更加细小、均匀和弥散;铸坯边部的冷却速率为3.33×10^4K/s,r/2处为9.4×10^3K/s,心部为8.1×10^2K/s,冶金质量明显优于普通模铸。

高速钢W6Mo5Cr4V2渗氮研究

采用三种不同工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢进行渗氮处理。分析了不同工艺条件下渗氮层的组织、硬度、厚度和耐磨性。结果表明:氧氮共渗的效果最好。

交流磁化处理对W6Mo5Cr4V2高速钢耐磨性能的影响

研究了不同交流磁化参数下W6Mo5Cr4V2高速钢的耐磨性能,并利用扫描电镜观察试样磨损后的表面形貌。结果表明:与未磁化试样相比,经磁化处理的W6Mo5Cr4V2高速钢试样的磨损量及摩擦系数均有一定程度的降低,但不同磁化参数对W6Mo5Cr4V2高速钢试样有较大影响,在磁化参数为2 Hz、45 s时试样的耐磨性能最好。磁化处理能够减轻高速钢的粘着磨损,磁场对磨屑的吸附是其减摩的重要原因。

热处理工艺对W2Mo9Cr4VCo8高速钢硬度和组织的影响

在不同淬火温度、冷处理方式和回火温度下对W2Mo9Cr4VCo8高速钢的硬度及组织进行试验研究,结果表明：在1 150~1 220℃淬火,随着淬火温度的提高,淬火硬度有逐渐下降的趋势;在不同的冷处理工艺和520,535,550℃温度下回火3次,试样的硬度及回火组织差别不大;不同淬、回火温度下,回火3次后试样的残余奥氏体含量均为零。基于试验分析优化了W2Mo9Cr4VCo8的热处理工艺。

W18Cr4V高速钢热处理工艺和性能研究

W18Cr4V高速钢的热处理工艺影响材料的综合力学性能,本文研究预备处理、热处理工艺参数对显微组织和硬度的影响,结果表明:采取多段预热、1275℃淬火、580~620℃分级冷却、560℃三次回火保温60 min,能获得碳化物弥散分布的回火马氏体组织及优良的力学性能,对工业化生产和学术研究具有重要意义。

磁化处理对W6Mo5Cr4V2高速钢刀具加工质量的影响

利用自制的交流磁化装置对W6Mo5Cr4V2高速钢刀具进行了磁化处理,并在通用机床上使用经磁化处理的高速钢刀具及未经磁化处理的高速钢刀具进行了切削实验,实验结果表明:与普通高速钢刀具相比,经磁化处理后的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具,其切削工件表面粗糙度得到改善.同时,磁化时间及磁化频率应视为磁化处理中的关键调节参数,不同磁化时间及频率下的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的切削性能有所不同,在低频下的效果更好.另外,实验结果也表明:经交流磁化处理的W6Mo5Cr4V2高速钢刀具能够降低切削过程中的切削力并抑制积屑瘤的产生,从而增加刀具的使用寿命并提高刀具的加工质量.