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本文導(dǎo)讀目錄：

1、高速鋼滲碳技術(shù)及其應(yīng)用

2、分切大圓刀 高速鋼分切圓刀片 分切機大圓刀片 分切圓刀片

3、非標(biāo)高速鋼刀片異形白鋼刀片加工定制

高速鋼滲碳技術(shù)及其應(yīng)用

　　3830℃，30min滲碳，1067℃，20min擴散，油淬。

　　4830℃，30min滲碳，1067℃，40min擴散，油淬。

　　W6Mo5Cr4V2鋼滲碳用于制冷鐓螺母六方套模，1066℃固體滲碳，開箱空冷淬火，554℃×2.5h×2次回火，冷鐓壽命達240萬件，是該鋼常規(guī)淬火回火模具的2.4倍，是W18Cr4V鋼模具的6.8倍。

　　還有很多使用高溫滲碳降溫淬火提高模具、刀具壽命的實例，不一一列舉。

　　表1W6Mo5Cr4V2及W18Cr4V鋼基體的合金成分。

　　成分基體合金成分（質(zhì)量分數(shù)，%）基體合金成分（原子分數(shù)，%）鋼號WMoCrV合計WMoCrV合計W6Mo5Cr4V20.91.52.20.24.80.2730.8732.3260.1863.658W18Cr4V2.13.10.15.20.6383.3130.0934.044。

　　元素原子直徑欠配合度負電性（X-X）點陣常數(shù)變化/(d·)Y（%）XFe/12Fe2.5401.800W2.82+11.01.70.01+0.0011Mo2.89+0.21.80+0.0024Cr2.55+0.41.60.04+0.0005V2.72+7.11.60.04+0.0010。

　?。?）低溫低濃度滲碳機理傳統(tǒng)的滲碳溫度大多在900℃以上，因為根據(jù)Fe-C相圖可知，奧氏體對C的固溶量最高可達2%左右，而鐵素體對碳的固溶量約為0.02%，因而一般認為鐵素體是不能接受滲碳的。

　　但是根據(jù)相分析表明，高速鋼中的鐵素體含有多種合金元素（見表1）其總量約5%，因此是含有多種元素的合金鐵素體。

　　式中，dM代表其中合金元素的原子直徑，Y值越大，形成固溶體的點陣常數(shù)的變化也越大。

　　電子因素可用負電性X表示化學(xué)親和力關(guān)系，如(XM－XFe)2的值越大，化學(xué)親和力就越強，固溶體點陣常數(shù)變化越小。

　　有關(guān)合金元素的上述參數(shù)及其對點陣常數(shù)變化的作用列于表2。

　　表2中“d12”是配位數(shù)為12的原子直徑，點陣常數(shù)變化是Fe-X固溶中，溶質(zhì)1%（原子）引起的點陣常數(shù)的變化。

　　測試結(jié)果表明，碳原子在鐵素體中處于八面體間隙中，這是因為八面體雖然間隙較小，但其是不等軸的，碳原子滲入時只需擠開上下最近的兩個原子。

　　人們用晶體學(xué)分析的方法研究鐵素體溶碳能力時發(fā)現(xiàn)，鐵素體的溶碳能力[C]（%）與八面體間隙直徑（do）對碳原子直徑（dC）比值的變化Δ（Δ＝do/dC）具有良好的回歸關(guān)系。

　　[C]＝0.7686+0.1133InΔdo/dC）。

　　上述中do的大小與點陣常數(shù)的變化有直接關(guān)系。

　　根據(jù)上述有關(guān)數(shù)據(jù)就可算出W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V鋼中合金鐵素體溶碳的能力。

　　在20℃時分別為0.103%和0.086%，而在750%時為0.15%和0.14%。

　　有人用X射線能譜儀測定高速鋼基體碳的強度，低溫滲碳滲層鐵素體基體為500cps（每秒脈沖數(shù)），而心部未滲碳的基體為340cps，證實了低溫滲碳后滲層基體的含碳量明顯高于未滲碳的心部基體。

　　由此認為，通用高速鋼的合金鐵素體幾乎不含碳，是在特定成分（欠碳）條件下合金元素和碳在不同合金相之間分配的一個具體結(jié)果，并不代表這種合金相鐵素體的最大溶解能力。

　　高速鋼低溫低濃度滲碳就是在Ac1以下的珠光體相區(qū)通過固溶和擴散過程，對合金鐵素體進行低濃度滲碳，使?jié)B層的碳量提高0.10%～0.15%（質(zhì)量分數(shù)）。

　　與傳統(tǒng)的高溫滲碳工藝相比，低溫滲碳溫度降低約200℃，為了獲得一定深度的滲層，需要考慮碳的擴散條件。

　　根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)推算，得出碳在920℃γ-Fe中和700℃α-Fe中的擴散系數(shù)分別為1.62×10-11m2/s和6.62×10-11m2/s，即碳在鐵素體中的擴散系數(shù)比在奧氏體中要大3倍多。

　　這是因為體心立方的鐵素體致密度小，故碳原子在其中較易遷移。

　　雖然合金鐵素體中置換存在形成碳化物的合金元素，會降低碳的擴散系數(shù)，但前者仍起主導(dǎo)作用，只要合金鐵素體中固溶產(chǎn)生一定的碳濃度梯度，是完全有可能形成較深的滲碳層。

　　（2）鐵素體區(qū)域滲碳的特點和性能由于是在Ac1以下（一般700～750℃）滲碳，滲層的碳含量提高控制在合金鐵素體最大溶碳能力之內(nèi)，因而不會形成過量滲碳，更不會產(chǎn)生影響力學(xué)性能的大塊碳化物。

　　由于固溶于合金鐵素體中的碳會趨于偏聚在形成碳化物的合金原子周圍的間隙中，在從滲碳溫度冷至室溫的過程中，隨著碳的固溶量減小，在滲層中會析出高度彌散的碳化物，并優(yōu)先析出釩的碳化物。

　　凡在奧氏體狀態(tài)的高速工具，為防止晶粒粗大，往往要比常規(guī)降低40～60℃欠熱淬火，勢必會影響熱硬性等性能的發(fā)揮，而在鐵素體區(qū)域的低溫滲碳，采用常規(guī)的淬火加熱溫度，仍可獲得細小晶粒。

　　由于表面碳含量提高，其碳含量達到“定比碳”的水平，二次硬化效果十分明顯，淬火、回火后上升到65～68HRC。

　　625℃×4h后的熱硬性也能達到62HRC以上的高水平（未滲碳肯定低于61HRC）。

　　低溫低濃度滲碳的碳勢不宜過高，不要超過1.10%，滲層也不宜超過0.80mm，一般達0.40～0.70mm，淬火、回火后可進行正常余量的磨加工，因此，適用于精度要求高的各種成形刀具。

　　另外，低溫滲碳的高速鋼刀具與其他成品表面強化處理無排他性，如可進行蒸汽處理、氧氮化、滲氮、QPQ、TiN涂層等。

　?。?）低溫低濃度滲碳工藝由于是在Ac1以下處理，所以應(yīng)安排在淬火、回火工序前進行。

　　滲碳溫度設(shè)定700～750℃，選用在CO-CO2氣體氣氛中進行為宜，在氣體氣氛中加熱時，碳存在于鋼的表面，表示滲碳能力的指數(shù)（含碳量%）叫做滲碳氣體的滲碳能力。

　　在750℃所得的滲碳氣體的滲碳能力和CO-CO2之間的關(guān)系見圖4。

　　很明顯，當(dāng)CO多、CO2少時，滲碳氣體能力為最高，因此進行低溫滲碳時選擇氣體濃度是很重要的。

　　圖5是滲碳量對W6Mo5Cr4V2鋼回火硬度的影響。

　　由圖可知，在560℃×1h×2次回火時，wC為1.0%～1.10%時的硬度達67HRC峰值，超過此含碳量，硬度反而向低走，主要是殘留奧氏體多了，硬度不升反降的主要原因。

　　圖6是CO-CO2氣氛中滲碳能力和750℃×4h后的W6Mo5Cr4V2鋼的表面碳含量的關(guān)系。

　　此條件下，為使其表面碳含量達1.0%～1.10%，氣氛氣體的滲碳能力調(diào)整到0.47%左右。

　　圖7是在滲碳能力為0.47%的氣氛氣體中對W6Mo5Cr4V2進行滲碳的效果，結(jié)果表明，表面wC在1.0%～1.10%時，滲層厚度為0.40～0.60mm。

　　圖5碳對W6Mo5Cr4V2淬火硬度的影響。

　　圖7W6Mo5Cr4V2MIC處理后的表面含碳量。

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　　高速鋼刀具即白鋼刀具具有比普通的工具鋼更高的硬度，耐磨性能和高溫硬度；相比硬質(zhì)合金具有更好的韌性和抗彎強度。

　　各種工業(yè)用刀片、沖頭、沖針、模具、檢具、量具等具有有很高的硬度、同時由于其個別使用場合需要受到?jīng)_擊、又要有很好的耐磨性能，這些需求采用各種對應(yīng)牌號的高速鋼材料即可得到很好的解決。

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