钢结硬质合金的工艺性能优化

1.钢结硬质合金的热加工

钢结硬质合金具有可锻性，经过锻造成形，可提高合金密度，改善硬质相分布，减少碳化物偏析。

钢结硬质合金的可锻性，取决于硬质相及钢基体的比例及钢基体的可塑性。中、低合金钢结硬质合金具有良好的可锻性，锻前要对原材料进行检验，去除有孔洞、鼓泡、裂纹、分层、欠烧、严重渗碳、合金流散等粉末冶金生产中常见缺陷的坯料。由于钢结硬质合金导热性比较差，加热应缓慢、均匀，预热要充分，要防止氧化脱碳。始锻温度可以适当提高，以增加模坯塑性。始锻温度一般在1150～1200℃。在第一、第二次锻打时，力求轻拍快打，每次锻打变形量控制在5%左右。改形锻打时变形量可适当增加到10%～15%。终锻温度应控制在900～950℃。在锻打过程中，当模坯冷到终锻温度时，应及时停止锻打，重新回炉加热后继续锻打，锻后必须缓冷。

始锻温度过高、终锻温度过低、变形量过大、加热速度太快等原因可使硬质合金锻件出现表面裂纹、中心裂纹、轴向裂纹和角裂等缺陷。

2.预先热处理

为了降低硬度，改善机械加工性能，并为后续工序和淬火、回火强化提供有利条件，钢结硬质合金出厂前和锻造成毛坯后都需要进行球化退火，方可进行机械加工。钢结硬质合金退火应在真空炉或有保护气氛的热处理炉内进行，以防止氧化脱碳，在箱式炉内进行时应采用装箱保护，保证填充良好的保护剂。

退火工艺为：缓慢加热到850～890℃，保温约4h，炉冷到730℃左右，保温6h，再炉冷至500℃以下出炉空冷。退火后的组织为硬质相+点状珠光体+合金碳化物，退火后硬度约为40HRC。(www.xing528.com)

3.淬火及回火

钢结硬质合金淬火工艺主要取决于粘结剂和硬质相的组成特点和模具要求。钢结硬质合金淬火加热时必须经过预热，小型模具采用一段预热，较大工件要采取二段预热法。钢结硬质合金过热倾向比合金工具钢要小，淬火加热温度范围宽。尤其是在制造冷作模具零件时，通过高温和充分保温可以使合金元素和碳化物充分溶解于奥氏体，提高淬火马氏体合金化程度，增加回火稳定性。WC型钢结硬质合金淬火温度为1020～1050℃，TiC型钢结硬质合金淬火温度为950～1000℃，G型钢结硬质合金淬火温度为1200～1280℃。

钢结硬质合金在盐浴炉中加热保温时间可按0.5～1min/mm选取，箱式炉则加倍，并在加热时预防氧化脱碳。淬火冷却时一般采用热油或分级淬火，在形状复杂或截面尺寸变化较大的模具淬火时，宜采用等温淬火，尽量避免开裂和减少变形。

淬火后应尽快回火，回火温度取180～200℃，保温时间1.0～1.5h；对于要求较高韧性时，可采用500～550℃高温回火，避免250～350℃回火脆性区；WC型钢结硬质合金在450～550℃回火时会产生二次硬化现象，在高温回火时有大量碳化物析出并发生连接现象，而使冲击韧度降低，故切忌采用过高的回火温度。

钢结硬质合金经退火软化后，可进行车、铣、刨、钻、铰、攻螺纹等机械加工，加工时宜采用低转速、大背吃刀量和中等进给速度，不宜采用切削液，以免因冷却过激引起硬化甚至开裂。在淬火前应将模具加工至最终尺寸或留有极少的余量，尽量在淬火后不再磨削或稍微研磨即可。