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现代常用工具钢的热处理(上)

北京吉普汽车有限公司(100022)沈晓钧

工具钢在工业中有着广泛的应用。近年来我国表2

汽车、电信等产业的发展对冲模等冷作模具、压铸模等热作模具以及高速钢刃模具的需求日益增长。全球经济一体化的趋势使热处理工作者越来越多地遇到国外钢号，新钢种不断涌现、真空炉的应用越来越广泛。国外工具钢新钢种、新工艺、新设备也有很大发展。

本文拟从国内生产实践出发，结合国外较新资料，对现代常用工具钢的实用热处理作一粗浅论述并就教于同仁。

1.工具钢的退火(预先热处理)

工具钢锻造后晶粒较粗大，组织不均匀，内应力、硬度较高，机加工困难。为了消除应力，降低硬度，便于机加工，并为后续热处理作好组织准备，锻造后的工模具应进行退火。

(1)完全退火适用于中碳钢、中碳合金钢。表1为某厂有关工艺。

表1

钢号

加热温度/℃

保温时间/h

冷却

硬度HB

45

820-840

3-4

炉冷到500℃空冷

s20

40Ce

830~850

5CtMnMo

850~870

5-6

≤241

5CrNiMa

34080A

国外热锻模用钢6G和6F2类似我国5CrMnMo,5CrNiMo、其成分分别为(质量分数)0.55%C.0.80%Mn,0.25%Si、1.00%Cr、0.45%Mo.0.10%V和0.55%C,0.75%Mn,0.25%Si,1.00%Cr,1.00%Ni,0.30%Mo,0.10%V(选项)。其常用工艺如下：退火温度分别为790～815℃和780~795℃,下限用于小件、上限用于大件。保温时间为1~4h、下限用于小件和小装炉量，上限用于大件和大装炉量(装箱退火时为1h/25mm箱高或箱厚)。然后以不超过22℃/h的速度冷却至425℃。退火硬度分别为197～229HB和223～235HB-

按此法估算保温时间较短.且简便易行，似可借鉴。

(2)等温退火(球化退火)适用于高碳高合

钢号

加热

等温

冷却

便度HB

度/℃

时间/h

温度/t

时间/h

J7~T12

760-7B0

2-4

oK0-700

3-5

炉冷至

00%

空冷

187~207

9Mn2V

229

790～810

700-T20

4-6

207~229

GrWMn,9CWMn

207~241

GCH5

207~229

7C8,KC3

750~760

207-255

6W

830)-870

700~750

≤235

r2.Lrl2MoV

850)-870

750-H00

217~255

3(288y

840-8h0

720-740

WbMo5Cr4Y2

830-850

710-730

W18Cr4Y

840-850

720~740

国外含碳量为0.60%～0.90%和0.90%~

1.40%的高碳钢(W类)常用退火温度分别为740~760℃和760～790℃,保温时间1～4h如前述，以22℃/h速度炉冷至510℃,然后空冷，退火硬度156～201HB。合金工具钢(0、A、D类冷作模具钢和H类热作模具钢)和高速钢(T、M类)的退火工艺也大致如上述，详见后述。高速钢退火时建议采用装箱等方法保护以减少脱碳。

当要求保证处理件表面质量时还可采用真空炉。一般真空炉输入等温退火工艺都很方便。我们的生产实践表明此法效果良好、避免了装箱的麻烦。

(3)去应力退火(高温回火)对某些形状复杂、厚薄不均、有尖角锐边、多孔的工模具及细长、薄板件，为消除机加工遗留应力以减少淬火变形开裂，淬火前应进行去应力退火。表3为某厂有关工艺。

表3

钢种

加热温度/℃

保温时间/h

冷却

碳钢

600~650

2~3

空冷

合金钢

650～680

2~4

空冷

国外工具钢保温时间常采用1h/25mm,其他和我们差不多。

根据我们的经验，某些细长件采用下面的方法可减小淬火变形：高温回火(必要时校直再高温回火)→垂直加热→静止油冷，一般要进行到高温回火后几乎无变形再淬火效果才好、此时应力消除得比较完全

金钢-表2为某厂有关工艺真空回火炉特别适用于高温回火。在普通空气

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炉高温回火后工件表面会