高速钢W18Cr4V的锻造及热处理.docx

第26卷第1期河北建筑工程学院学报Vol.26No.1

2008年3月JOURNALOFHEBEIINSTITUTEOFARCHITECTUREANDCIVILENGINEERINGMarch2008

高速钢W18Cr4V的锻造及热处理朱春华肖溪刘春东

河北建筑工程学院

W18Cr4V钢的锻造及热处理工艺的摘要对W18Cr4V钢的性能特点进行了分析,阐述了合理制定

W18Cr4V钢的锻造及热处理工艺的

关键词W18Cr4V钢;锻造;热处理

中图号TH14

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,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.

1W18Cr4V钢的性能特点

1.1化学成分特点

表1W18Cr4V钢的的化学成分(质量分数)(%)

C

W

Cr

V

Mo

Si

0.

70～0.80

17.50～19.00

3.80～4.40

1.00～1.40

≤0.30

≤0.40

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.

2W18Cr4V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,使工件受热内外温度均匀.

收稿日期:2007-11-26

作者简介:女,1968年生,副教授,张家口市,075000

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2.2锻造过程

W18Cr4V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,以防内裂纹出现;当坯料温度降至900℃左右时停锻