钢结硬质合金的热处理技术探析

一般钢铁热处理技术均适用于相应的钢结硬质合金基体的热处理。

1.退火

钢结硬质合金常以退火态毛坯供应，为了进一步降低硬度，改善可加工性，或对已淬火的钢结硬质合金进行改制，可施行退火处理。

亚共析钢钢结硬质合金退火温度为

t（退火）：Ac₃+（50～100℃）

过共析钢钢结硬质合金退火温度为

t（退火）=Ac₁+（50～100℃）

钢结硬质合金一般采用等温退火工艺，几种典型钢结硬质合金的等温退火工艺规范如表17-25所示。

表17-25 几种典型钢结硬质合金的等温退火工艺

（续）

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2.淬火

钢结硬质合金可采用普通淬火、分级淬火和等温淬火。其淬火加热温度范围很宽，可根据化学成分、对组织和性能的要求以及零件形状复杂程度具体确定。钢结硬质合金的导热性较低[热导率为1.25～2.65W/（m·K）]，在加热过程中应采用一次预热（800～850℃）或两次预热（500～550℃；800～850℃），几种典型钢结硬质合金的淬火工艺如表17-26所列。

表17-26 几种典型钢结硬质合金的淬火工艺制度(www.xing528.com)

①保温时间=工件有效尺寸×热透速率，单位为min。

3.回火

淬火后的钢结硬质合金必须进行回火处理，回火工艺规范可根据其化学成分和用途确定。GT35合金在磨损条件下工作时，可在较低的温度下回火（200～250℃），以获得高硬度和高耐磨性；在冲击载荷下工作时，可在较高的温度下回火（450～500℃），以获得较高的强度和韧性。R5合金在450～500℃回火，可获得最高硬度值。碳化钨系钢结硬质合金在200℃回火可获得良好的综合力学性能。高速钢钢结硬质合金（T1，D1）可采用高速钢的回火工艺，在560℃三次回火。几种钢结硬质合金的回火曲线如图17-13所示。由图17-13可知，高碳中铬钼合金钢钢结硬质合金GT35，硬度随回火温度升高而降低。含铬、钼、钨、钒较高的钢结硬质合金R5、R8、T1具有二次硬化现象。其硬度峰值出现在500～550℃。低铬钼合金钢钢结硬质合金（碳化钨系）也具有二次硬化现象。

图17-13 几种钢结硬质合金的回火特性曲线

1—T1合金 2—R5合金 3—R8合金 4—GT35合金

4.时效硬化

钢结硬质合金的时效硬化包括固溶处理和时效硬化处理两个工艺过程。目前，我国尚无公开发表的时效硬化型钢结硬质合金的资料。表17-27为美国几种时效硬化型钢结硬质合金的热处理工艺规范。

5.化学热处理

为了进一步提高钢结硬质合金表面的硬度和耐磨性，又不致降低钢结硬质合金的整体强度和韧性，可采用化学热处理。目前，钢结硬质合金的化学热处理方法有三种，即渗氮、氮碳共渗和渗硼处理，其他化学热处理方法尚有待开展。

表17-27 时效硬化型钢结硬质合金的热处理工艺规范

6.沉积硬质化合物层

在钢结硬质合金表面上沉积薄层耐磨的TiC、TiN、Ti（C、N）和TiC-TiN层能显著提高其耐磨性，沉积方法主要是化学、物理气相沉积和离子镀。沉积TiC后可施行渗碳处理或沉积TiC后再进行烧结处理。镍-磷镀层也可提高钢结硬质合金刀具的切削寿命，因为它可降低切削力。