高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜,必須經(jīng)過淬火、回火等一系列過程。淬火時由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進行。先在800~850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力),然后迅速加 熱到淬火溫度1190~1290℃(不同牌號實際使用時溫度有區(qū)別),后由冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱,現(xiàn)真空爐使用也相當廣泛。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變,進一步提高硬度和耐磨性,一般要進行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
生產(chǎn)制造方法:通常采用電爐生產(chǎn),曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼,使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
用途:用于制造各種切削工具。如車刀、鉆頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。
硬質(zhì)合金鉆頭的缺點:
硬質(zhì)合金鉆頭的優(yōu)點可以鉆較硬的材料,缺點是要磨得好,磨得不好容易崩刃的,兩主切削刃高低、角度等同,要使用磨鉆頭機。
硬質(zhì)合金滲碳工藝處理中矯頑磁力的變化也有所不同。矯頑磁力是反映硬質(zhì)合金物理性能的一個重要參數(shù),影響硬質(zhì)合金矯頑磁力的因素有WC晶粒度、Co相含量、孔隙度、雜志、內(nèi)應(yīng)力以及η相的含量,雜質(zhì)和內(nèi)用力對矯頑磁力影響小。對于不同碳含量的硬質(zhì)合金,在各滲碳溫度下,硬質(zhì)合金的矯頑磁力均隨滲碳時間的增加而降低。合金在滲碳過程中,Co相的含量和分布結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化。
硬質(zhì)合金滲碳工藝是一個嚴謹?shù)纳a(chǎn)過程,在滲碳時間和滲碳溫度相同的情況下,合金的梯度層厚度均隨合金初始總碳含量的增加而增厚。滲碳處理過程中消除單位體積內(nèi)η相所需要的碳量減少,相應(yīng)的在單位時間內(nèi)所得到的梯度結(jié)構(gòu)厚度較大。
硬質(zhì)合金切削刀具在我國也已經(jīng)成為加工企業(yè)所需的主力刀具,被廣泛地應(yīng)用在汽車及零部件生產(chǎn)、模具制造、航空航天等重工業(yè)領(lǐng)域,但我國刀具企業(yè)卻盲目地、大量地生產(chǎn)高速鋼刀以及一些低檔標準刀具,完全沒有考慮到市場飽和度和企業(yè)所需,終把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市場“拱手相讓”給國外企業(yè)。
硬質(zhì)合金回收的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結(jié)金屬。
硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,也可以充當硬質(zhì)合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有硬度和耐磨性。
硬質(zhì)合金刀具
硬質(zhì)合金對碳化鎢WC粒度的要求根據(jù)不同用途的硬質(zhì)合金采用不同粒度的WC(碳化鎢)。硬質(zhì)合金切削刀具:比如切腳機刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超細、亞細、細顆粒WC,粗加工合金采用中顆粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗顆粒WC做原料;礦山工具:巖石硬度高,沖擊負荷大,采用粗顆粒WC,巖石沖擊小沖擊負荷小采用中顆粒WC做原料;耐磨零件:當強調(diào)其耐磨性、抗壓和表面光潔度時,采用超細、亞細、細、中顆粒WC做原料,耐沖擊工具采用中、粗顆粒WC原料為主。
WC理論含碳量為6.128%(原子50%),當WC含碳量大于理論含碳量,則WC中出現(xiàn)游離碳(WC+C)。游離碳的存在,燒結(jié)時使其周圍的WC晶粒長大,致使硬質(zhì)合金晶粒不均勻。碳化鎢一般要求化合碳高(≥6.07%),游離碳(≤0.05%),總碳則決定于硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝和使用范圍。
硬質(zhì)合金回收按用途分類可分為切削工具、地質(zhì)礦山工具、模具、結(jié)構(gòu)零件、耐磨零件、耐高壓高溫用腔體和其他用途。
硬質(zhì)合金主要應(yīng)用在切削刀具、礦用工具、模具和耐高壓高溫甩腔體等方面,其中切削刀具和礦用工具比例分別占到了硬質(zhì)合金應(yīng)用的33%和25%。切削刀具中,硬質(zhì)合金主要作為刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材以及難加工的材料等,切削加工主要依托機床來實現(xiàn)。礦用工具方面,硬質(zhì)合金主要作為鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具,在礦產(chǎn)、石油開采、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面發(fā)揮重要作用。
切削工具領(lǐng)域?qū)τ操|(zhì)合金的需求
切削刀具下游應(yīng)用非常廣泛,目前國內(nèi)對切削刀具產(chǎn)品有較大需求的重點客戶主要有:汽車工業(yè)企業(yè);航空、航天、兵器、船舶、核工業(yè)等十大工業(yè)集團;機械、鐵路機車、模具、紡織、能源設(shè)備、農(nóng)機、重大成套設(shè)備生產(chǎn)制造企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,世界切削刀具需求中,通用機械和汽車制造約各占35%,航空航天約占10%。