拉刀材料采用W18Cr4V高速鋼。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),拉刀熱處理過熱和開裂失效時(shí)有發(fā)生,這是由于高速鋼中寬帶狀碳化物堆積和大塊角狀碳化物富集造成的。針對(duì)以上問題,對(duì)失效拉刀進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析,并提出了防止措施。
通過生產(chǎn)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累,總結(jié)出W18Cr4V高速鋼出現(xiàn)寬帶狀碳化物堆積及大塊角狀碳化物對(duì)工件熱處理工藝及性能的影響如下:
1)對(duì)過熱敏感性的影響。高速鋼出現(xiàn)上述缺陷將降低鋼材的熔點(diǎn),在同樣的熱處理工藝下,碳化物富集區(qū)易出現(xiàn)過熱缺陷。
2)對(duì)淬火晶粒度的影響。高速鋼碳化物富集區(qū),碳化物粒度大,晶粒易長(zhǎng)大形成粗大晶粒組織,大塊角狀碳化物沿晶界熔化,以致形成過熱網(wǎng)狀碳化物和萊氏體組織。
3)對(duì)回火的影響。在同樣工藝條件下,在寬帶狀碳化物堆積和大塊角狀碳化物富集區(qū),出現(xiàn)回火不足缺陷。這是由于碳化物富集區(qū)碳含量高,使工件馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)降低,并使殘留奧氏體穩(wěn)定化,使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變受到阻礙,導(dǎo)致工件回火不充分。
4)對(duì)熱處理裂紋的影響。在同樣熱處理工藝下,上述碳化物富集區(qū)易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,致使晶粒粗大和碳化物沿晶界分布,使高速鋼的強(qiáng)度、韌性和塑性下降,脆性增大;同時(shí)因工件偏析嚴(yán)重,冷卻時(shí)組織應(yīng)力很大,使過熱區(qū)域產(chǎn)生裂紋,并沿碳化帶方向開裂破壞。
綜上分析,提出采用超音頻感應(yīng)加熱爐來防止高速鋼拉刀碳化物富集區(qū)產(chǎn)生過熱開裂,其具體的技術(shù)措施如下:
1) 降低W18Cr4V 高速鋼拉刀的淬火溫度,采用1270 - 1265℃為宜。
2)采用改鍛工藝,通過改鍛,將工件中帶狀堆積碳化物和大塊角狀碳化物破碎,使碳化物分布趨于均勻,降低碳化物偏析。此方法對(duì)減少高速鋼拉刀出現(xiàn)過熱開裂缺陷效果明顯。
3)采用減少熱處理應(yīng)力與變形開裂的冷卻方法,如多次分級(jí)冷卻、分級(jí)等溫冷卻、分級(jí)貝氏體等溫轉(zhuǎn)變冷卻工藝等。其目的是使拉刀各部位組織轉(zhuǎn)變均勻一致,減少組織應(yīng)力,從而使拉刀變形開裂危險(xiǎn)(隱患)大大下降至消除。
4)超音頻感應(yīng)加熱爐對(duì)其淬火后及時(shí)回火,以及時(shí)消除淬火后拉刀中的淬火組織應(yīng)力,回火宜在,淬火后3~4h以內(nèi)進(jìn)行,并且應(yīng)充分回火。
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