高速钢W18Cr4V的锻造(上)

zhangqiao

　　“当坯料加热到工艺要求的温度后，即开始锻造。锻造前，锤砧应预热到100～200°C，同时还要根据坯料横截面尺寸的大小，以及对零件的技术要求，采用最为合适的锻造工艺，即轴向反复镦粗拔长法、径向“十字”锻造法和三向镦拔锻造法。操作过程中应严格执行“两轻一重”的锻造方法,即当在高温段1100～1150°C时要轻击，以防止开裂；当锻造温度在1000～1050°C时要重击，以保证能打碎碳化物；当锻坯温度低于1000°C时要轻击，以防内裂纹出现；当锻坯温度降至900～950°C时停锻。”
4 T) w! J8 I- x% p" d* d　　高速钢W18Cr4V是典型的莱氏体钢，其特点是红硬性和耐磨性高，而且具有一定的韧性，因而常用来制作各种刃具和冷作模具。在使用中，导致刃具和冷作模具过早损坏的因素很多，但主要因素还是锻造工艺的不合理和热处理工艺的不合适。对于W18Cr4 V这种高碳高铬钢，碳化物的不均匀度是影响模具使用寿命的决定性因素。为此，改善W18Cr4 V钢中碳化物的分布状况是提高刃、模具使用寿命的关键措施。
　　一、W18Cr4V钢的性质
& T# V8 R/ G$ t7 a: @& _　　1.化学成分
　　W18Cr4V钢的化学成分：wC= 0. 7 %～0. 8 %；wSi≤0. 4 %；w Mn≤0. 8 %；wCr = 3. 8 %～4. 4 %；w Mo≤0. 3 %；wW= 17. 5 %～19 %；wV = 1. 0 %～1. 4 %。
2 ]# r5 c, B% I  H/ ~2 ~9 a　　2.成分特点
0 {  L; B) G( G- m　　在钢中，碳主要与铬、钨、钼和钒(碳化物的形成元素)等形成碳化物，以提高硬度、耐磨性及红硬性。钨是提高红硬性的主要元素，它在钢中形成碳化物。加热时，一部分碳化物溶入奥氏体，淬火后形成含有大量钨及其他合金元素、有很高回火稳定性的马氏体。在回火时，一部分钨以碳化物的形式弥散析出，造成二次硬化。在加热时，未溶的碳化物则起到阻止奥氏体晶粒长大的作用。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn
' q4 q1 _! s( @. ~4 ^　　钒能显著地提高高速钢的红硬性、硬度及耐磨性。钒形成的碳化物在加热时，部分溶入奥氏体，回火时以细小的质点弥散析出，造成二次硬化而提高钢的红硬性。铬在高速钢中主要是增加其淬透性，同时还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。钴也能显著提高钢的红硬性及硬度。
  ^1 f8 k% Y+ O　　3. W18Cr4V钢的组织结构
& l  L' {' ]$ ?- z& n+ A　　W18Cr4 V的铸态组织包括呈骨骼状的、碳化物片状与马氏体或屈氏体相间排列的莱氏体，以及黑色组织(δ偏析)和白色组织(马氏体和残余奥氏体)。高速钢的铸态组织和化学成分尤其不均匀，而且热处理也不能改变，因而必须进行压力加工，将粗大的共晶碳化物打碎，并使其均匀分布，然后再用以制造各种刃具及模具。
: Y: _0 o, U5 w/ ~5 c　　二、锻造工艺
" e; Y8 |* p$ X　　高速钢加热时很容易发生过烧，接近此温度范围的锻造很容易出现碎裂，应严格控制其加热温度。
* j1 y# s0 R( W/ [0 p1 P( d5 @+ F9 o　　1.锻造温度范围
　　W18Cr4 V属于高合金钢，其特点是升温速度慢,锻造温度范围窄。始锻温度为1100～1150°C，终锻温度为900～950°C。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn
　　2.加热时间的确定
　　W18Cr4 V钢的导热性差，一般需分段加热。低温段加热温度为800～900°C，加热时间一般按1mi n/ mm计算。高温时快速加热，加热时间一般按0. 5mi n/ mm计算。加热时，为了防止过热或过烧，要严格控制上限温度。同时，炉内的坯料要装炉适量，还要不停地翻转，以使其内外温度均匀。
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