[其他]高速工具鋼形變退火新工藝

在審

• 申請號: 101987000002389
• 申請日: 1987-04-01
• 公開（公告）號: CN1004284B
• 公開（公告）日: 1989-05-24
• 發明（設計）人: 羅迪;邢國華;王世章;張恩輝;蔣昌東;齊生祥;孫孝禮;鄧玉昆
• 申請（專利權）人: 冶金工業部鋼鐵研究總院;大連鋼廠
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本發明系高速工具鋼在熱加工變形后的退火新工藝。其特征是分兩個階段進行退火處理：第一階段是在熱加工后，利用形變，在該鋼馬氏體相變溫度Ｍｓ至６８０℃之間的任一溫度保溫；第二階段是在７００℃至Ａ↓［ｃ１］溫度之間的任一溫度保溫。它克服了傳統工藝在熱加工后冷卻到室溫，導致馬氏體相變所帶來的一系列弊病。既能避免鋼在熱加工后產生裂紋，得到合適的硬度，又能改善鋼的組織和性能，提高鋼的質量和成材率，并能降低能耗。

本發明屬于鋼的熱處理工藝。主要適用于高速工具鋼的鋼錠、中間坯、鋼材和工件在鍛造、熱軋及其它各種形式的熱加工變形之后的退火處理。

通常，高速工具鋼在各種熱加工變形之后，都是緩冷到室溫，然后進行退火處理。退火的目的是：消除由于熱加工和隨后冷卻而產生的各種應力和不良組織，降低硬度，提高塑性，改善鋼中碳化物的分布和形態，為下一步加工處理準備條件，如為冷機加工和冷拔、冷軋加工等提供硬度和塑性合適的坯料;為下一步熱處理做好組織準備。

為了達到上述目的，現有技術中一般采用如下傳統的熱處理工藝〔（S·G考普著《高速鋼的熱處理》冶金工業出版社，P120～125）、（《熱處理》1973，VoL13，No1，P61日文）〕

（1）對于碳和合金元素含量較高的高速鋼和模具鋼等，由于在熱加工變形之后的冷卻過程中產生了馬氏體相變，所以在退火時，需將坯或材從室溫加熱到相變點（A_cl）以上進行高溫退火。一般在高溫保溫約5小時，然后控制溫度緩慢冷卻，冷卻速度約為15～20℃/小時，因此，退火時間很長。

（2）對于淬透性較高的馬氏體型鋼，一般是采用高溫回火方式退火，即從室溫升溫至高達700℃至A_cl點之間的某溫度保溫退火。有時需反復幾次，退火硬度才能降下來。

這種傳統的熱處理工藝存在如下缺點：

（1）熱加工后冷卻到室溫，在鋼中產生了馬氏體相變，容易導致鋼中產生裂紋，造成廢品。所以必須控制冷卻條件，使冷卻速度不致過快，通常是采用坑冷或堆冷等。但即便這樣，冷卻速度仍難以控制，若不合適，仍會產生裂紋，有時，裂紋率很高。另外，由于鋼中產生了馬氏體相變，還會影響鋼的其它性質，如塑性等。

（2）對于高速鋼，必須進行相變點（A_cl）以上的高溫退火，退火溫度在850℃左右，有時高達870～880℃，并需長時間緩慢冷卻，生產周期有時長達60小時以上。這樣，一是周期長，生產效率低，能耗高;二是退火溫度高，使碳化物變粗，影響鋼的組織和性能，影響鋼的使用壽命;同時，還使鋼的脫碳和氧化現象嚴重。

（3）對于淬透性很高的鋼或A_cl較低的鋼，雖然是在相變點以下溫度退火，但通常需處理幾次才能使退火硬度降下來，生產周期加長，即使這樣，退火硬度有時仍然較高，未能達到要求。

（4）熱加工后的鋼坯、鋼材或工件堆放在現場冷卻，一是余熱白白散掉，造成浪費;二是使環境溫度上升，勞動條件較差。

總之，這種傳統工藝的明顯缺點是熱加工變形與隨后的退火處理脫節，在鋼中產生了馬氏體相變，由此帶來了一系列的問題，造成了浪費和麻煩，并使鋼的某些性能下降。

對于某些高速鋼工件，也有在熱加工之后，直接在750℃左右進行等溫退火處理的。這種處理雖然能使退火硬度達到要求，但鋼中發現形狀不規則的二次碳化物沿奧氏體晶界析出，數量較少，且分布不均勻，影響了鋼的質量，并且在實際生產中也難以實現。

本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種高速鋼工具鋼熱加工變形后的退火新工藝。將熱加工變形與隨后的退火處理緊密銜接起來，使得在熱加工后鋼中基本不產生馬氏體相變。這樣，既能避免鋼坯、鋼材或工件在熱加工后產生裂紋，得到合適的退火硬度，又能改善被處理鋼的組織和性能，使鋼中析出的二次碳化物，不但細小彌散，數量多，而且分布均勻，能夠提高鋼的淬回火硬度，提高塑性;在完全滿足下步工序要求的同時，還能達到節約能源，減少設備損耗，縮短生產周期和顯著提高經濟效益的目的。

本發明的具體形變退火工藝方案分兩個階段，即第一階段（低溫段）和第二階段（高溫段）?，F分述如下：