真空热处理典型工艺案例分析及设备选型

为了案例讨论的方便，特将真空炉加热特点予以简要综述。真空加热典型的三阶段(如图1)，600℃(或者650℃左右)一次予热，800℃(或850℃左右)二次予热，1000℃(或1000℃以上)为透烧及合金化。适合W18Cr4V、W6MoSCr4V2、Cr12MoV、3Cr2W8、4CrSM02VSi、2Cr13等高合金工模具钢、不绣钢等使用。当然，也可灵活使用，如中、低合金工具钢，合金结构钢可使用其中二段加热即可。     

真空回火炉在φ2.5直柄麻花钻回火工艺上的应用

0前言2.5高速钢(W6Cr5Mo4V2)直柄麻花钻头真空淬火后的回火热处理工艺已由真空回火取代了过去的盐浴回火。直柄麻花钻头采用真空回火可获得更高的表面质量、金相组织的均匀性及使用寿命。本文阐述高速钢(W6Cr5Mo4V2)直柄麻花钻头在使用真空回火工艺中的一些经验及注意事项,以供热处理同行参考和指正。1真空回火炉的结构及主要参数1.1真空回火炉结构的示意图见图1。1.2真空回火炉的主要参数见表1。表1真空回火炉的主要参数炉型VPT-669型、单室、卧式有效加热区尺寸600mm×600mm×900mm最高温度950℃温度均匀性≤±5℃极限真空度2.6×1…     

TC4合金在不同摩擦体系中磨损性能的研究

对TC4合金在TC4/GCr15和TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的磨损行为及磨损特征进行了研究。利用SEM、EDS以及XRD等对合金磨面和剖面形貌、成分及结构进行了观察与分析。结果表明:两种摩擦体系中,在25℃,TC4合金的磨损率均较高,磨损性能很差;在400℃,合金在TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的磨损率远大于TC4/GCr15摩擦体系中的;在600℃,TC4合金的磨损率均较低,且在TC4/GCr15摩擦体系中的磨损率低于TC4/W6Mo5Cr4V2摩擦体系中的。在400和600℃,磨盘材料对合金的磨损率具有不同的影响。磨损率的降低与磨损表面的氧化物数量有关,当磨损表面形成大量氧化物且能稳定存在时,磨损率极低,具有优异的耐磨性。     

4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变对热稳定性的影响

利用高分辨透射电镜观察、能谱分析等实验方法,结合硬度试验、热稳定实验不同温度下的实验数据,对热作模具钢4Cr2Mo2W2V中的组织成分、碳化物的形态、大小及其演变规律和对材料高温性能的影响进行了研究。结果表明：热稳保温过程中碳化物的演变与马氏体回复过程是耦合出现的,4Cr2Mo2W2V钢在工作温度620～700℃下的热稳定性能优于传统热作模具钢3Cr2W8V,4Cr2Mo2W2V钢在650℃工作温度下的热稳定性与传统热作模具钢3Cr2W8V在620℃条件下相当。基体中的较多的Mn和相对稳定细小的Mo、V系碳化物保证了4Cr2Mo2W2V钢高温时效过程中能保持一定的硬度。     

W6Mo5Cr4V2钢冷冲模(冲钉)的热处理

生产实践对冷冲模 (冲钉 )的强度、韧性和耐磨性提出越来越高的要求 ,单纯地追求强度和硬度往往带来韧性的不足 ,改善冷冲模 (冲钉 )的强韧性对提高其使用寿命十分重要。本文着重探讨了W 6Mo5Cr4V2钢的热处理工艺参数对其组织和性能的影响。提出采用低温加热等温淬火工艺 ,淬火温度范围为 114 0～ 116 0℃ ,回火温度范围为 5 6 0～6 0 0℃。在此范围调整工艺参数 ,可以得到不同的强韧性、耐磨性的配合。1　W 6Mo5Cr4V2钢合金化的特点(1)与W 18Cr4V相比 ,由于钨含量的减少和钼的加入 ,使W 6Mo5Cr4V2钢的铸态共晶莱氏体比较细小 ,碳化物…     

真空回火炉在φ2．5直柄麻花钻回火工艺上的应用

φ2．5高速钢(W6Cr5Mo4V2)直柄麻花钻头真空淬火后的回火热处理工艺已由真空回火取代了过去的盐浴回火。直柄麻花钻头采用真空回火可获得更高的表面质量、金相组织的均匀性及使用寿命。本文阐述高速钢(W6Cr5Mo4V2)直柄麻花钻头在使用真空回火工艺中的一些经验及注意事项，以供热处理同行参考和指正。     

低成本W4Mo2Cr4VNb钢的制备及力学性能研究

采用真空熔炼方法制备低成本W4Mo2Cr4VNb钢,研究淬火和回火工艺参数对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,W4Mo2Cr4VNb钢的最佳热处理工艺为1 160℃淬火+3次580℃回火1 h,硬度可达65.4 HRC。与W9高速钢相比,W4Mo2Cr4VNb钢的合金元素含量低,降低了生产成本。     

基于Thermo-Calc的马氏体耐热不锈钢析出相分析

基于Thermo-Calc热力学计算软件,研究了600℃、650℃时马氏体耐热不锈钢中Cr、W、Mo合金元素含量变化对析出相的影响。计算结果表明:钢中析出相主要为M_(23)C_6、金属间化合物Laves相和σ相。温度和合金元素Cr、W、Mo含量变化对M_(23)C_6碳化物析出影响较小,对Laves相和σ相的析出影响较大,W、Mo含量在一定范围内变化时会析出CHI相。随Cr含量增加,Laves相析出量先保持不变,但当σ相开始析出后线性减少。温度和W含量变化对σ相析出量影响较大。随Mo含量增加,Laves相析出量线性增加;600℃时当σ相开始析出后,Laves相析出量缓慢增加;650℃时无σ相析出,但当CHI相大量析出后,Laves相析出量急剧减少。     

高速钢亚温淬火与氮碳共渗工艺对性能的影响

研究了亚温淬火与表面强化处理对W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2高速钢冷作模具性能的影响.结果表明,经亚温淬火处理后的W18Cr4V (1160～1180 ℃)、W6Mo5Cr4V2 (1130～1150 ℃)两类模具的使用寿命均比以往有明显提高,平均寿命由过去冷镦或冷挤压(常规淬火、回火)3000～3500件提高至6000～7000件;高速钢冷镦模及冷挤压模再经560 ℃氮碳共渗后200 ℃保温2 h去氢处理后,表面硬度达890～940 HV,平均使用寿命达到9500件.     

氮含量对4Cr5Mo2V压铸模具钢热稳定性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、光学显微镜结合硬度仪和Jmatpro软件对比研究了氮含量对4Cr5Mo2V压铸模具钢热稳定性能的影响。结果表明:同等淬回火硬度条件下,3种氮含量的4Cr5Mo2V钢在600℃和650℃保温时分别表现出不同的软化行为,且随着氮含量的增加,硬度下降更快,碳化物粗化更明显,热稳定性能越差。因此,减少氮含量有利于提高4Cr5Mo2V压铸模具钢的热稳定性能,大大延长压铸模具使用寿命。     

回火和时效对1Cr12Ni2WMoVNbN马氏体热强钢组织与性能的影响

研究了回火温度对1Cr12Ni2WMoVNbN钢组织与性能的影响以及高温长期时效后组织与性能的变化。结果表明:1Cr12Ni2WMoVNbN钢的回火脆性区在500℃左右;由于钢中含有Ni、W、Mo和V等合金元素,增强了其回火稳定性,在690℃以下回火时,组织中以回火马氏体为主;1Cr12Ni2WMoVNbN钢经淬火、回火,在650℃保温1000 h后,同未经长期时效的相比,其抗拉强度和屈服强度分别下降了8.2%和9.4%,而在500℃保温1000 h后,两者基本没有变化。     

Mn和W元素对4Cr2Mo2W2V模具钢热稳定性的影响

基于不同Mn和W含量的4Cr2Mo2W2V热锻模具钢的回火特性曲线,以及在620℃不同保温时间的力学性能,揭示了不同Mn和W含量下4Cr2Mo2W2V钢中碳化物的演变规律,并探讨其对该钢高温性能的影响。同时,结合Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程分析了合金元素Mn和W对回火稳定性动力学过程的影响。结果表明,Mn和W元素的增加使4Cr2Mo2W2V钢的二次硬化峰向右移动,热稳定实验与理论分析结果一致,Mn和W元素能有效抑制碳化物粗大,增强马氏体的抗回复能力。     

W6Mo5Cr4V2高速钢力学性能的随机特性分析

通过力学性能试验及数理统计方法分析了W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥材料的硬度、600℃×4 h红硬性、抗弯强度的随机特性,首先对试验数据用MATLAB编程分析其分布,随后采用Johnson算法和灰色系统GM(1,1)模型相结合来估计分布参数并用K-S分布来拟合检验。结果表明:W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥材料的硬度、600℃×4 h红硬性、抗弯强度都很好地服从三参数威布尔分布,概率分别为0.9779、0.9999、0.9751。     

上海晨辉工贸有限公司

本公司是从事钢铁零件气体渗氮、氮碳共渗(软氮化)的专业企业,可处理的材料有:(1)35钢、45钢等碳钢;(2)20Cr、40Cr、35Cr Mo、42Cr Mo、38Cr Mo Al、18Cr Ni W、25Cr2Mo V等合金结构钢;(3)3Cr2W8V、H13等热作模具钢;(4)不锈钢;(5)铸铁。本公司拥有气体渗氮炉多台,渗氮罐有效尺寸:800 mm×2500 mm,1200 mm×1800 mm,800 mm×1200 mm,700 mm×900 mm,600 mm×800 mm。此外还拥有先进的渗氮质量检测设备及质     

W4Mo3Cr4VSiN低合金高速钢中马氏体二次硬化的研究

通过透射电子显微镜分析研究了W4Mo3Cr4VSiN(F205）低合金高速钢在1160℃淬火，250－700℃不同温度下回火时马氏体二次硬化的原因、碳化物析出机理。结果表明：在回火温度为350℃时，F205钢从基体中析出大量的Fe3C;520℃时Fe3C消失、重溶；540℃时有类似于Al-Cu合金中的GP区的W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区存在；560℃时，有面心立方的Mo2C和Cr7C3从基体中弥散析出，与此同时W、Mo等合金元素与碳原子组成的复合偏聚区逐渐减少，使得F205钢二次硬化效应达到了最大值；在700℃左右，Mo2C晶格发生变化（Mo2C(fcc)→Mo2C(hcp））。     

热处理对Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金组织与性能的影响

采用冷等静压+真空烧结(CIP)法制备Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金。对经不同的固溶温度(860~950℃)和时效温度(480~600℃)热处理后合金的组织和力学性能进行研究。结果表明:随固溶温度的升高,合金的强度、伸长率和硬度都呈先升高后降低的趋势,在920℃时都达到最大值;在920℃固溶时,随时效温度的升高,合金的强度、伸长率和硬度也随温度的升高先升高后降低,在520℃时达到最大值,且组织形态为双态组织,固溶时产生的次生α相在时效过程中分解产生弥散的α+β相能提高合金的强度和硬度,α相的含量能保证合金良好的塑性,使合金有较好综合力学性能。因此,Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金的最佳热处理工艺为固溶920℃(WQ)+时效520℃(AC),此时强度、伸长率和硬度分别为1169.6 MPa、8.3%和621.7 HV0.1。     

大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al的压缩超塑性

对工业用高速钢W6Mo5Cr4V2Al进行了超塑性压缩实验,考察了温度、应变速率对流变应力的影响,并测定了W6Mo5Cr4V2Al钢中碳化物的体积分数.结果表明,在780～840℃,应变速率(1.5～7.5)×10-4s-1范围内,大体积分数碳化物钢W6Mo5Cr4V2Al显示了一定的压缩超塑性.     

1Cr12Ni2W1MolV马氏体不锈钢的组织和高温力学性能

本文对马氏体不锈钢1Cr12Ni2W1Mo V在高温下的力学性能进行了研究,结果表明:随着温度的升高,1Cr12Ni2W1Mo V不锈钢试样的抗拉强度和屈服强度均减小,当温度超过400℃时,1Cr12Ni2W1Mo V不锈钢的抗拉强度和屈服强度迅速下降;随着温度的升高,1Cr12Ni2W1Mo V不锈钢的伸长率和断面收缩率先减小后增大。在温度为300~400℃时,1Cr12Ni2W1Mo V不锈钢的塑性较差;随着加热温度的升高,弹性模量减小。     

W6Mo5Cr4V2/A100复合材料的制备及摩擦性能

为了提高A100钢的摩擦学性能,采用气雾化法制备纯A100钢粉末及分别添加10%、17%、23% W6Mo5Cr4V2高速钢的W6Mo5Cr4V2/A100合金粉末,再利用粉末冶金工艺制备W6Mo5Cr4V2/A100复合材料。研究不同含量W6Mo5Cr4V2钢对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理。结果表明,随着W6Mo5Cr4V2钢含量的增加,复合材料的硬度先上升后下降,且摩擦因数和磨损率都有不同程度的降低,但是材料的密度和韧性都略微下降。当W6Mo5Cr4V2钢含量为17%时,复合材料的摩擦性能最优,这与其优异的微观结构和力学性能有着密不可分的关系。     

M2/40Cr异种材料真空扩散焊的分析

采用拉伸试验、弯曲试验、硬度试验、扫描电镜断口形貌观察、显微组织分析、显微硬度测试等方法研究了高速钢W6Mo5Cr4V2(以下简称M2)与合金结构钢40Cr的真空扩散焊.结果表明,焊接温度为1 100 ℃,焊接压力为20 MPa,保温时间为30 min,真空度不低于0.1 Pa的条件下即可以实现高速钢与合金结构钢良好的冶金结合;拉伸试验、弯曲试验的断裂均发生在40Cr上.因此,可以认为在此工艺下所得焊接结合面的强度已经高于40Cr的抗拉强度与抗弯强度,低淬低回工艺可以保证高速钢和合金结构钢均具有满足使用要求的硬度.