CN1085257A - 一种v3n超硬高速钢热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种V3N超硬高速钢的热处理 工艺，其特征在于采取真空加热油淬及变温多次回火 工艺。真空度为1×10-2～80乇，第一次预热温度为 850～900℃，第二次预热温度为1050～1100℃，淬火 温度为1220～1280℃，保温时间为40秒/毫米～6 分钟/毫米；冷却方式为油冷，然后采取变温多次回 火。本发明的优点是易于操作，保证大工业化生产质 量稳定，使V3N刀具模具硬度达到HRC68～69.5 的高水平，并能节能降耗，降低成本。使V3N刀具 模具具有最低的价格性能比，具有很强的市场竞争 力。

Description

本发明属于高速钢热处理技术领域，具体讲是一种V3N超硬高速钢真空淬火及回火工艺。
北京科技大学陈景榕教授主持研制的Wl2Mo3Cr4V3N（简称V3N）是一种新型无钴超硬高速钢，1981年获得国家发明三等奖。经过正确的热处理，V3N钢与世界现用含钴的3%V级超硬高速钢HSP-15（瑞典）具有相同的硬度（HRC66-69.5）和红硬性，同时保持满意的韧性及优良的工艺性能，而价格远比含钴超硬高速钢低得多，国际市场上V3N产品的价格约是HSP-15的 1/4 ·V3N刀具比普通型W18Cr4V（T1）及W6Mo5Cr4V2（M2）高速钢提高寿命2～3倍;用于冷作模具比普通型模具钢CrWMn及Cr12MoV提高寿命5～20倍。因此，V3N刀具、模具具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益都十分显著，是一种上水平的换代产品。V3N超硬高速钢自发明以来，一直采用盐浴淬火，540～560℃四次回火工艺。按照这种工艺路线进行工业生产，往往发生质量不够稳定，硬度难以稳定达到超高硬度HRC68～69.5的高水平。这给高性能V3N刀具的生产、应用带来困难。究其原因V3N钢热处理工艺严格，特别是淬火温度控制要精确，而盐浴温度控制不准确，温度波动大，淬火操作工序受人为因素影响大，因而大工业生产不能保证均一的高硬度。采用540～560°间某一数值进行四次回火工艺也难于达到最佳的二次硬化效果。此外，盐浴加热污染严重，工作环境差，能源消耗大，辅助设备多，占地场地大。近十几年来，随着真空技术、装备的发展，国内外高速钢热处理逐渐采用真空淬火技术。真空热处理可及保证质量稳定、性能提高，变形微小、减少环境污染，节省电力。实际应用中经济效益分析表明，真空热处理炉的耗电量为盐浴炉的 1/2 ～ 1/4 ，同时真空炉的运行费用比盐浴炉降低30%左右。真空淬火技术一般为真空油淬和真空气淬。真空气淬在淬火压力较小时（＜2Bar），冷却能力不够，降低了二次硬化效果，可使硬度降低HRC2～3。对于尺寸较大（＞12×12mm）需要采用高压气淬，才能保证二次硬化能力。但高压气淬设备比真空油淬设备贵得多，运行中纯氮消耗量大，增加了生产成本。采用真空油淬即可以保证质量又可以降低生产成本。
本发明的目的在于保证大工业生产产品质量稳定，具有高性能、节省能源、降低生产成本、加速新型超硬高速钢V3N的推广应用，以获得显著的经济效益和社会效益。
本发明构成如下：
本发明采用真空油淬加上变温多次回火工艺。淬火设备为双室真空油淬炉或者双室真空油气淬两用炉。工件的加热淬火都在真空炉内进行，生产一炉的运行时间为2～4小时。
1.真空加热油淬工艺
（1）真空度1×10-2～80乇
（2）加热预热温度及时间
第一次预热850～900℃，保温40～120分钟
第二次预热1050～1100℃，保温20～40分钟
（3）淬火温度及保温时间
淬火温度1220～1280℃，通常在1240～1270℃，
保温时间40秒/毫米～6分钟/毫米
（4）冷却方式油冷
油温度50～80℃
出油温度200～600℃
淬油压力300～760乇
2.变温多次回火工艺
第一组
第一次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;
第二次回火温度570～590℃，保温1.5～2小时;
第三次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;
第四次回火温度520～540℃，保温1.5～2小时。
第二组
第一次回火温度570～580℃，保温1.5～2小时;
第二次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;
第三次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;
第四次回火温度520～540℃，保温1.5～2小时。
本发明功效在于保证工模具达到超高硬度HRC68～69.5高水平，同时节能降耗、降低成本、操作方便、易于工业化生产。
实施例见表1。（表见下页）
          表1  实施例
Figure 921109695_IMG1

Claims (2)

1、一种V3N超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于采取真空油淬、变温多次回火工艺，即：
(1)真空油淬工艺
真空度1×10-2～80乇，第一次预热温度850～900℃，保温40分钟至2小时；第二次预热温度1050～1100℃，保温20至40分钟；淬火温度1220℃～1280℃，通常在1240～1270℃，保温40秒/毫米至6分钟/毫米；冷却方式为油冷，油温度为50～80℃，出油温度为200～600℃，淬油压力为300～760。
(2)变温多次回火工艺
第一组
  第一次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；
  第二次回火温度，570～590℃，保温1.5～2小时；
  第三次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；
  第四次回火温度，520～540℃，保温1.5～2小时。
第二组
  第一次回火温度，570～580℃，保温1.5～2小时；
  第二次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；
  第三次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；
  第四次回火温度，520～540℃，保温1.5～2小时。
2、根据权利要求1所述的V3N超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于油淬温度优先选择1240～1270℃。
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