一种钒三氮超硬高速钢热处理工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种Ｖ３Ｎ超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于采取真空加热油淬及变温多次回火工艺。真空度为１×１０↑［－２］～８０乇，第一次预热温度为８５０～９００℃，第二次预热温度为１０５０～１１００℃，淬火温度为１２２０～１２８０℃，保温时间为４０秒／毫米～６分钟／毫米；冷却方式为油冷，然后采取变温多次回火。本发明专利技术的优点是易于操作，保证大工业化生产质量稳定，使Ｖ３Ｎ刀具模具硬度达到ＨＲＣ６８～６９．５的高水平，并能节能降耗，降低成本。使Ｖ３Ｎ刀具模具具有最低的价格性能比，具有很强的市场竞争力。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速钢热处理
，具体讲是一种V3N超硬高速钢真空淬火及回火工艺。北京科技大学陈景榕教授主持研制的Wl2Mo3Cr4V3N(简称V3N)是一种新型无钴超硬高速钢，1981年获得国家专利技术三等奖。经过正确的热处理，V3N钢与世界现用含钴的3%V级超硬高速钢HSP-15(瑞典)具有相同的硬度(HRC66-69.5)和红硬性，同时保持满意的韧性及优良的工艺性能，而价格远比含钴超硬高速钢低得多，国际市场上V3N产品的价格约是HSP-15的 1/4 ·V3N刀具比普通型W18Cr4V(T1)及W6Mo5Cr4V2(M2)高速钢提高寿命2～3倍;用于冷作模具比普通型模具钢CrWMn及Cr12MoV提高寿命5～20倍。因此，V3N刀具、模具具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益都十分显著，是一种上水平的换代产品。V3N超硬高速钢自专利技术以来，一直采用盐浴淬火，540～560℃四次回火工艺。按照这种工艺路线进行工业生产，往往发生质量不够稳定，硬度难以稳定达到超高硬度HRC68～69.5的高水平。这给高性能V3N刀具的生产、应用带来困难。究其原因V3N钢热处理工艺严格，特别是淬火温度控制要精确，而盐浴温度控制不准确，温度波动大，淬火操作工序受人为因素影响大，因而大工业生产不能保证均一的高硬度。采用540～560°间某一数值进行四次回火工艺也难于达到最佳的二次硬化效果。此外，盐浴加热污染严重，工作环境差，能源消耗大，辅助设备多，占地场地大。近十几年来，随着真空技术、装备的发展，国内外高速钢热处理逐渐采用真空淬火技术。真空热处理可及保证质量稳定、性能提高，变形微小、减少环境污染，节省电力。实际应用中经济效益分析表明，真空热处理炉的耗电量为盐浴炉的 1/2 ～ 1/4 ，同时真空炉的运行费用比盐浴炉降低30%左右。真空淬火技术一般为真空油淬和真空气淬。真空气淬在淬火压力较小时(＜2Bar)，冷却能力不够，降低了二次硬化效果，可使硬度降低HRC2～3。对于尺寸较大(＞12×12mm)需要采用高压气淬，才能保证二次硬化能力。但高压气淬设备比真空油淬设备贵得多，运行中纯氮消耗量大，增加了生产成本。采用真空油淬即可以保证质量又可以降低生产成本。本专利技术的目的在于保证大工业生产产品质量稳定，具有高性能、节省能源、降低生产成本、加速新型超硬高速钢V3N的推广应用，以获得显著的经济效益和社会效益。本专利技术构成如下本专利技术采用真空油淬加上变温多次回火工艺。淬火设备为双室真空油淬炉或者双室真空油气淬两用炉。工件的加热淬火都在真空炉内进行，生产一炉的运行时间为2～4小时。1.真空加热油淬工艺(1)真空度1×10-2～80乇(2)加热预热温度及时间第一次预热850～900℃，保温40～120分钟第二次预热1050～1100℃，保温20～40分钟(3)淬火温度及保温时间淬火温度1220～1280℃，通常在1240～1270℃，保温时间40秒/毫米～6分钟/毫米(4)冷却方式油冷油温度50～80℃出油温度200～600℃淬油压力300～760乇2.变温多次回火工艺第一组第一次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;第二次回火温度570～590℃，保温1.5～2小时;第三次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;第四次回火温度520～540℃，保温1.5～2小时。第二组第一次回火温度570～580℃，保温1.5～2小时;第二次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;第三次回火温度540～560℃，保温1.5～2小时;第四次回火温度520～540℃，保温1.5～2小时。本专利技术功效在于保证工模具达到超高硬度HRC68～69.5高水平，同时节能降耗、降低成本、操作方便、易于工业化生产。实施例见表1。(表见下页)表1 实施例权利要求1.一种V3N超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于采取真空油淬、变温多次回火工艺，即(1)真空油淬工艺真空度1×10-2～80乇，第一次预热温度850～900℃，保温40分钟至2小时；第二次预热温度1050～1100℃，保温20至40分钟；淬火温度1220℃～1280℃，通常在1240～1270℃，保温40秒/毫米至6分钟/毫米；冷却方式为油冷，油温度为50～80℃，出油温度为200～600℃，淬油压力为300～760。(2)变温多次回火工艺第一组第一次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；第二次回火温度，570～590℃，保温1.5～2小时；第三次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；第四次回火温度，520～540℃，保温1.5～2小时。第二组第一次回火温度，570～580℃，保温1.5～2小时；第二次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；第三次回火温度，540～560℃，保温1.5～2小时；第四次回火温度，520～540℃，保温1.5～2小时。2.根据权利要求1所述的V3N超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于油淬温度优先选择1240～1270℃。全文摘要本专利技术提供了一种V3N超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于采取真空加热油淬及变温多次回火工艺。真空度为1×10文档编号C21D1/18GK1085257SQ92110969公开日1994年4月13日 申请日期1992年9月29日 优先权日1992年9月29日专利技术者曹厚义, 高锦华, 陈景榕 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｖ３Ｎ超硬高速钢的热处理工艺，其特征在于采取真空油淬、变温多次回火工艺，即：（１）真空油淬工艺真空度１×１０↑［－２］～８０乇，第一次预热温度８５０～９００℃，保温４０分钟至２小时；第二次预热温度１０５０～１１００℃，保温２０至４０分钟；淬火温度１２２０℃～１２８０℃，通常在１２４０～１２７０℃，保温４０秒／毫米至６分钟／毫米；冷却方式为油冷，油温度为５０～８０℃，出油温度为２００～６００℃，淬油压力为３００～７６０。（２）变温多次回火工艺第一组第一次回火温度，５４０～５６０℃，保温１．５～２小时；第二次回火温度，５７０～５９０℃，保温１．５～２小时；第三次回火温度，５４０～５６０℃，保温１．５～２小时；第四次回火温度，５２０～５４０℃，保温１．５～２小时。第二组第一次回火温度，５７０～５８０℃，保温１．５～２小时；第二次回火温度，５４０～５６０℃，保温１．５～２小时；第三次回火温度，５４０～５６０℃，保温１．５～２小时；第四次回火温度，５２０～５４０℃，保温１．５～２小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹厚义，高锦华，陈景榕，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]