高速鋼具有硬度高﹑耐磨性好、紅硬性強(qiáng)等優(yōu)點,是制造麻花鉆﹑絲錐等切削工具的主要材料。生產(chǎn)中為了滿足鉆頭規(guī)格及尺寸精度的要求,需要對高速鋼盤條進(jìn)行單道多次冷拉拔。然而,由于高速鋼盤條的塑性差,拉拔時極易斷絲,因此在拉拔前必須對盤條進(jìn)行退火處理。目前,高速鋼盤條多采用重結(jié)晶退火工藝"' ,通過在奧氏體化溫度下長時間保溫,達(dá)到消除應(yīng)力、降低硬度的目的2-3l ,而對于熱處理后盤條的塑性一般不予考察。然而,高溫長時間退火雖然可以軟化盤條,但并不能保證后其序拉拔過程所需的塑性,甚至還會導(dǎo)致硬度和紅硬性的降低,降低用其所制造出麻花鉆的使用性能+)。為此,作者研究了退火工藝對高速鋼盤條顯微組織和力學(xué)性能的影響,并對退火工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化﹐使盤條在硬度降低的同時,還可獲得良好的塑性,以改善其拉拔性能。

試樣制備與試驗方法

試驗材料為中11 mm的 M2高速鋼盤條,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)為0.87C,0.32Si ,0. 26Mn ,5.83W ,4.61Mo ,3. 99Cr ,1. 76V。對盤條進(jìn)行等溫退火處理,退火工藝制定如下:第一組試樣分別加熱至840 ,860 ,88o , 900 ,92o“℃保溫2 h ,然后爐冷至760℃等溫5 h ,再爐冷至室溫;第二組試樣于880℃分別保溫2 ,5 ,10 h ,然后爐冷至760“℃等溫5 h ,再爐冷至室溫;第三組試樣于880“C保溫2 h ,然后爐冷至760“℃分別等溫2 ,5 ,7 h ,再爐冷至室溫。

采用Axio vert-200型光學(xué)顯微鏡觀察顯微組織,腐蝕劑為4%的硝酸酒精;使用CM T5105型拉伸試驗機(jī)于室溫下按GB/T 228 - 2002進(jìn)行拉伸性能測試,拉仲試樣為比例試樣,標(biāo)距為55 mm;使用HVF10A型維氏硬度計測試硬度,每個試樣測3點取平均值。

由圖2可見,840“℃加熱時,M2高速鋼盤條的斷面收縮率較低,僅10 % ,而硬度和抗拉強(qiáng)度明顯高于其它溫度的;隨加熱溫度的升高(在88o C前)，盤條的斷面收縮率逐漸增大,硬度和抗拉強(qiáng)度降低;當(dāng)加熱溫度超過880℃后 ,盤條的硬度和抗拉強(qiáng)度變化不大,但斷面收縮率則逐漸降低。

M2高速鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度為840“℃,結(jié)束溫度為890℃,根據(jù)退火溫度與奧氏體轉(zhuǎn)變溫度之間的經(jīng)驗關(guān)系"l ,理論退火加熱溫度應(yīng)控制在870～88o ℃。在840“℃加熱 ,盤條沒有*奧氏體化 ,退火不充分,內(nèi)部應(yīng)力未*消除,使得盤條的抗拉強(qiáng)度和硬度較高而塑性較低,不利于拉拔。當(dāng)加熱溫度為920 “時 ,充分奧氏體化后雖然消除了內(nèi)應(yīng)力,但過高溫度導(dǎo)致一次碳化物長大,大尺寸碳化物顆粒形成內(nèi)部缺陷在拉拔時易產(chǎn)生微裂紋造成斷裂" ,損害盤條的塑性。因此 ,退火加熱溫度宜選在880℃。