專利名稱：一種v3n超硬高速鋼熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高速鋼熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種V3N超硬高速鋼真空淬火及回火工藝。
北京科技大學(xué)陳景榕教授主持研制的Wl2Mo3Cr4V3N(簡稱V3N)是一種新型無鈷超硬高速鋼，1981年獲得國家發(fā)明三等獎。經(jīng)過正確的熱處理，V3N鋼與世界現(xiàn)用含鈷的3%V級超硬高速鋼HSP-15(瑞典)具有相同的硬度(HRC66-69.5)和紅硬性，同時保持滿意的韌性及優(yōu)良的工藝性能，而價格遠(yuǎn)比含鈷超硬高速鋼低得多，國際市場上V3N產(chǎn)品的價格約是HSP-15的 1/4 ·V3N刀具比普通型W18Cr4V(T1)及W6Mo5Cr4V2(M2)高速鋼提高壽命2～3倍;用于冷作模具比普通型模具鋼CrWMn及Cr12MoV提高壽命5～20倍。因此，V3N刀具、模具具有廣闊的市場前景，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都十分顯著，是一種上水平的換代產(chǎn)品。V3N超硬高速鋼自發(fā)明以來，一直采用鹽浴淬火，540～560℃四次回火工藝。按照這種工藝路線進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，往往發(fā)生質(zhì)量不夠穩(wěn)定，硬度難以穩(wěn)定達(dá)到超高硬度HRC68～69.5的高水平。這給高性能V3N刀具的生產(chǎn)、應(yīng)用帶來困難。究其原因V3N鋼熱處理工藝嚴(yán)格，特別是淬火溫度控制要精確，而鹽浴溫度控制不準(zhǔn)確，溫度波動大，淬火操作工序受人為因素影響大，因而大工業(yè)生產(chǎn)不能保證均一的高硬度。采用540～560°間某一數(shù)值進(jìn)行四次回火工藝也難于達(dá)到最佳的二次硬化效果。此外，鹽浴加熱污染嚴(yán)重，工作環(huán)境差，能源消耗大，輔助設(shè)備多，占地場地大。近十幾年來，隨著真空技術(shù)、裝備的發(fā)展，國內(nèi)外高速鋼熱處理逐漸采用真空淬火技術(shù)。真空熱處理可及保證質(zhì)量穩(wěn)定、性能提高，變形微小、減少環(huán)境污染，節(jié)省電力。實際應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)效益分析表明，真空熱處理爐的耗電量為鹽浴爐的 1/2 ～ 1/4 ，同時真空爐的運行費用比鹽浴爐降低30%左右。真空淬火技術(shù)一般為真空油淬和真空氣淬。真空氣淬在淬火壓力較小時(＜2Bar)，冷卻能力不夠，降低了二次硬化效果，可使硬度降低HRC2～3。對于尺寸較大(＞12×12mm)需要采用高壓氣淬，才能保證二次硬化能力。但高壓氣淬設(shè)備比真空油淬設(shè)備貴得多，運行中純氮消耗量大，增加了生產(chǎn)成本。采用真空油淬即可以保證質(zhì)量又可以降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的在于保證大工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有高性能、節(jié)省能源、降低生產(chǎn)成本、加速新型超硬高速鋼V3N的推廣應(yīng)用，以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本發(fā)明構(gòu)成如下本發(fā)明采用真空油淬加上變溫多次回火工藝。淬火設(shè)備為雙室真空油淬爐或者雙室真空油氣淬兩用爐。工件的加熱淬火都在真空爐內(nèi)進(jìn)行，生產(chǎn)一爐的運行時間為2～4小時。
1.真空加熱油淬工藝(1)真空度1×10-2～80乇(2)加熱預(yù)熱溫度及時間第一次預(yù)熱850～900℃，保溫40～120分鐘第二次預(yù)熱1050～1100℃，保溫20～40分鐘(3)淬火溫度及保溫時間淬火溫度1220～1280℃，通常在1240～1270℃，保溫時間40秒/毫米～6分鐘/毫米
(4)冷卻方式油冷油溫度50～80℃出油溫度200～600℃淬油壓力300～760乇2.變溫多次回火工藝第一組第一次回火溫度540～560℃，保溫1.5～2小時;
第二次回火溫度570～590℃，保溫1.5～2小時;
第三次回火溫度540～560℃，保溫1.5～2小時;
第四次回火溫度520～540℃，保溫1.5～2小時。
第二組第一次回火溫度570～580℃，保溫1.5～2小時;
第二次回火溫度540～560℃，保溫1.5～2小時;
第三次回火溫度540～560℃，保溫1.5～2小時;
第四次回火溫度520～540℃，保溫1.5～2小時。
本發(fā)明功效在于保證工模具達(dá)到超高硬度HRC68～69.5高水平，同時節(jié)能降耗、降低成本、操作方便、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
實施例見表1。(表見下頁)
表1 實施例
權(quán)利要求
1.一種V3N超硬高速鋼的熱處理工藝，其特征在于采取真空油淬、變溫多次回火工藝，即(1)真空油淬工藝真空度1×10-2～80乇，第一次預(yù)熱溫度850～900℃，保溫40分鐘至2小時；第二次預(yù)熱溫度1050～1100℃，保溫20至40分鐘；淬火溫度1220℃～1280℃，通常在1240～1270℃，保溫40秒/毫米至6分鐘/毫米；冷卻方式為油冷，油溫度為50～80℃，出油溫度為200～600℃，淬油壓力為300～760。(2)變溫多次回火工藝第一組第一次回火溫度，540～560℃，保溫1.5～2小時；第二次回火溫度，570～590℃，保溫1.5～2小時；第三次回火溫度，540～560℃，保溫1.5～2小時；第四次回火溫度，520～540℃，保溫1.5～2小時。第二組第一次回火溫度，570～580℃，保溫1.5～2小時；第二次回火溫度，540～560℃，保溫1.5～2小時；第三次回火溫度，540～560℃，保溫1.5～2小時；第四次回火溫度，520～540℃，保溫1.5～2小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的V3N超硬高速鋼的熱處理工藝，其特征在于油淬溫度優(yōu)先選擇1240～1270℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種V3N超硬高速鋼的熱處理工藝，其特征在于采取真空加熱油淬及變溫多次回火工藝。真空度為1×10
文檔編號C21D1/18GK1085257SQ92110969
公開日1994年4月13日 申請日期1992年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月29日
發(fā)明者曹厚義, 高錦華, 陳景榕 申請人:北京科技大學(xué)