高速钢刃具的预备热处理优化策略

高速钢刃具的热处理，包括原材料和锻、轧毛坯的预先热处理及成品的最终热处理。其中，预先热处理有普通退火、去应力退火、正火和调质等。

1.普通退火

高速钢普通退火旨在降低硬度并获得颗粒状索氏体和碳化物。常用高速钢的退火加热温度和硬度如表2-31所示。退火保温时间依装炉量而定，一般应在3～4h以上（以完全透烧为准）。特别指出，退火保温时间不宜过长，否则制成刃具后会显著降低使用寿命。高速钢普通退火冷却方式如图2-17a曲线所示。实践表明，普通退火在钢的Ar₁点以下温度保温，由于温度低，尽管长时间保温也不能充分再结晶。因此，高速钢普通退火得不到充分软化。

图2-17b所示为高温退化工艺曲线。由图2-17b可以看出，高温退火工艺的加热温度提高到900～920℃，使碳和合金元素得到充分均匀化，缓慢冷却过程得到充分均匀的再结晶，使其充分软化。由于保温时间大大缩短，冷却阶段几乎没有保温时间，从而有效地提高了生产率，节约了能源。

表2-31 高速钢的普通退火加热温度及硬度

试验表明，由于高温退火后钢材硬度更低，切削性能更好，使切削效率可提高20%左右。高温退火的高速钢制成的刃具比普通退火的高速钢刃具，寿命提高15%～20%。

图2-17 高速钢两种退火工艺曲线(www.xing528.com)

a）普通退火工艺 b）高温退火工艺

2.去应力退火

去应力退火，旨在消除因冷塑性变形（冷拉、冷挤、冷冲等）产生的冷作硬化现象。去应力退火一般在720～760℃加热然后缓慢冷却到300℃以下出炉。对于形状复杂的、切削量较大或细长、薄片状刃具，为了减小变形和预防裂纹，可在600～650℃去应力。为消除粗磨加工应力，可在500℃加热，消除精磨加工应力可在200℃加热保持1.5～2h后空冷。

3.正火和调质

高速钢正火和调质，旨在既能保持高速钢的可加工性，又可获得较低的表面粗糙度值。高速钢刃具毛坯或半成品采用表2-32所示工艺处理后，硬度达到280～370HBW。

表2-32 高速钢正火和调质工艺规范

表2-32中，工艺方法Ⅰ为普通正火；工艺方法Ⅱ为等温正火；工艺方法Ⅲ为调质处理。实践表明，工艺方法Ⅰ和工艺方法Ⅱ比工艺方法Ⅲ的效果更好。采用这种方法处理后的高速钢，在较大切削用量的条件下，加工的表面粗糙度R_a可达1.6μm。