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本文導讀目錄：

1、高速鋼滲碳技術及其應用

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、非標高速鋼刀片異形白鋼刀片加工定制

高速鋼滲碳技術及其應用

　　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（質量分數，%）基體合金成分（原子分數，%）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。

　　（1）低溫低濃度滲碳機理傳統的滲碳溫度大多在900℃以上，因為根據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的變化也越大。

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

　　有關合金元素的上述參數及其對點陣常數變化的作用列于表2。

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

　　測試結果表明，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。

　　人們用晶體學分析的方法研究鐵素體溶碳能力時發現，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）具有良好的回歸關系。

　　[C]＝0.7686+0.1133InΔdo/dC）。

　　上述中do的大小與點陣常數的變化有直接關系。

　　根據上述有關數據就可算出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），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以下的珠光體相區通過固溶和擴散過程，對合金鐵素體進行低濃度滲碳，使滲層的碳量提高0.10%～0.15%（質量分數）。

　　與傳統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。

　　根據有關數據推算，得出碳在920℃γ-Fe中和700℃α-Fe中的擴散系數分別為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，但前者仍起主導作用，只要合金鐵素體中固溶產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，因而不會形成過量滲碳，更不會產生影響力學性能的大塊碳化物。

　　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，并優先析出釩的碳化物。

　　凡在奧氏體狀態的高速工具，為防止晶粒粗大，往往要比常規降低40～60℃欠熱淬火，勢必會影響熱硬性等性能的發揮，而在鐵素體區域的低溫滲碳，采用常規的淬火加熱溫度，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。

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

　　滲碳溫度設定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（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之間的關系見圖4。

　　很明顯，當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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