W12Mo3Cr4V3N超硬高速钢车刀的热处理工艺

kisuo

W12Mo3Cr4V3N钢是国产无钴超硬高速钢之一，属含氮高钒型，于20世纪70年代开发，主要化学成分见表2-3。其化学成分特点如下：
1）用少量氮代替相应碳，使碳含量比一般超硬型略低，既保证了二次硬化，又避免了太高的碳含量对韧性的不利影响。
2）钨当量（W+2Mo）为18%，保持了传统的高含量水平，钨与钼的合理配比有利于改善碳化物的质量和热塑性。
3）采用w(V)=3%与相应的高碳含量，既有良好的耐磨性，又有一定的可磨削性。

用W12Mo3Cr4V3N钢制作车刀的工艺路线：下料→锻造→退火→机加工→淬火→磨削→成品。热处理技术要求：硬度≥67HRC；晶粒度为8～9.5级；过热≤3级；回火充分。其热处理工艺简介如下：
(1)退火 钢厂提供ϕ16～ϕ20mm棒料，硬度≤270HBW，改锻后硬度为52～58HRC，不能切削加工，必须进行退火处理。为方便批量生产，一般均采取常规的普通退火，即随炉升温或300℃以下入炉，600℃×1h预热，850～860℃×4h保温，炉冷至500℃以下出炉空冷。退火后硬度为210～235HBW。
(2)淬火 采用500～550℃、860～880℃两次预热，第一次在空气炉中进行，第二次在盐浴中进行。有些生产单位采用三次预热，即第一次在300～400℃空气炉烘干水分，第二、第三次在盐浴中预热，温度分别为820～830℃、880～900℃，预热时间为加热时间的2倍。加热温度为1240～1250℃，加热系数取18～20s/mm，这比普通高速钢高得多，目的是使提高奥氏体的合金度。冷却一般用中性盐浴，使用温度为480～560℃，对于大规格车刀再进行350～450℃分级冷却，可提高其硬度。

淬火后晶粒度为8～9.5级，显微视场晶界很清晰，碳化物溶解好。
(3)回火W12Mo3CrV3N钢制车刀的回火温度偏高，一般选用565～570℃，回火3次，每次1h。在这里要特别强调回火操作的细节问题：回火筐不能太大；车刀不能叠得太厚；一定要冷到室温后才能进行下一道回火；1250℃淬火时Ms约为125℃，残留奥氏体较多，3次回火不充分，应进行第4次回火。
(4)力学性能及应用 经测定，回火的车刀硬度为67.5～68.6HRC，过热为2～3级，抗弯强度为2156MPa；冲击韧度为17.64J/cm2；600℃×4h的硬度（热硬性）为65～66HRC，625℃×4h的硬度（热硬性）为63～64HRC。
W12Mo3CrV3N钢制车刀能顺利地车削42～45HRC的45钢。在同一车床同一车削工艺参数情况下，车削W6Mo5Cr4V2钢退火锻件，其寿命是W18Cr4V钢（硬度为65HRC）制车刀的2.3倍。