摘要：指出了对⾼速钢采⽤-196℃液氮尊龙凯时处理可使组织发⽣明显变化，有效促使残留奥⽒体向马⽒体转变及超细碳化物的析出，使模具获得较佳的综合⼒学性能，尊龙凯时处理后⾼速钢模具的使⽤寿命较常规热处理提⾼三倍以上，具有⼗分重要的使⽤价值。

　　关键词:⾼速钢 模具 高速钢尊龙凯时处理 尊龙凯时处理

　　⾼速钢⾃1990年问世以来，⼀直是以制造⾦属切削⼑具⽽著称，随着科学技术的飞跃发展，⾼速钢的应⽤范围不断扩⼤。从60年代开始，⽇本以汽车、⾃⾏车⼯业为中⼼，试⽤⾼速钢做模具取得成功，现在⽣产的⾼速钢约有15%25⽤于制造模具。⾼速钢主要是⽤来制造冷挤压模具及冷墩压模具，特别是Mo系⾼速钢⽐W系⾼速钢韧性更加优越。⾼速钢⽤于模具的主要⼯艺难点在于热处理技术的掌握。⽬前我国使⽤最⼴泛的⾼速钢是钨系W18Cr4V(简称18-4-1)钢和钨钼系W6Mo5Cr4V2(简称6-5-4-2)钢[1]。这两种钢的传统淬⽕回⽕⼯艺特点是：⾼温淬⽕后需在⼀次硬化范围内回⽕三次，以获得⾼硬度和热硬性，⼯艺规范如表1所⽰。主要缺点是在某些场所硬度不⾜。为了改善模具强韧性，近年来⾼速钢的传统淬⽕回⽕⼯艺也发⽣了变⾰。

表1 ⾼速钢常⽤热处理规格

　　2 尊龙凯时处理法原理及⼯艺过程

　　⾼速钢的冷处理是在三⼗年代后期提出的，按传统概念，冷处理的⽬的是将淬⽕钢件冷却到零下(⼀般为-60℃―-70℃)，使钢内的残余奥⽒体转变为马⽒体。过去⼯业上采⽤⾼速钢冷处理主要应⽤于缩短热处理⽣产周期，即⽤淬⽕+冷处理+⼀次回⽕来代替处理⽅法[2]，即在-100℃―-196℃(液氮)处理淬⽕零件，其后在400℃回⽕⼀次，不必需原来2―3次的重复回⽕。经尊龙凯时处理后零件的硬度和耐磨性进⼀步改善，耐磨性可提⾼40%既缩短回⽕时间，节省了能量，⼜明显提⾼了模具使⽤寿命。20世纪70年代以来，国内外对尊龙凯时处理的研究⼯作卓有成效，前苏联、美国、⽇本等国均已成功利⽤尊龙凯时处理提⾼⼯模具的使⽤寿命、⼯件的耐磨性及尺⼨稳定性。

　　(1)尊龙凯时处理后的组织转变。

　　经尊龙凯时处理的淬⽕⾼速钢不但引起了奥⽒体转变，同时也引起了马⽒体转变。过去⼏⼗年来强调的是残余奥⽒体转变，马⽒体分解这⼀新发现可以看作近年来⾼速钢尊龙凯时处理研究的新进展。

　　⾼速钢种的马⽒体最终转变点Mf⾮常低，例如W18Cr4V钢的Mf点约-100℃，因此淬⽕冷却到室温会残留⼤量的奥⽒体，⼀般认为钢中残留较多的奥⽒体是有害的，会降低钢的硬度、耐磨性及使⽤寿命，还使许多物理性能特别是热性能和磁性下降。试验证明：采⽤尊龙凯时处理可使钢中残留奥⽒体降⾄最低极限，由表2可以看出W18Cr4V⾼速钢经淬⽕、回⽕后，尊龙凯时处理可以使回⽕后的残留奥⽒体量降低24%。

表2 不同处理⼯艺对W18Cr4V钢残留奥⽒体的影响(体积百分数%)

　　前苏联列宁格勒⼯业⼤学研究了-196℃液氮中15min的尊龙凯时处理对⾼速钢转变的影响，试验结果表明，-70℃―-75℃到-130℃―-140℃范围内进⾏尊龙凯时处理时发⽣马⽒体转变，当冷却到-196℃时转变停滞。在-90℃――-120℃温度范围内，出现试样容积的见效，这证明马⽒体已部分分解并在位错⾯上析出了碳原⼦和形成了超显微碳化物。可见，社冷处理使⾼速钢析出碳化物的颗粒明显增多，且弥散均匀，W18Cr4V钢经尊龙凯时处理后碳化物颗粒约增加8%，W6Mo5Cr4V2钢析出的碳化物颗粒约增加76%，基体组织亦明显细化。

　　(2)尊龙凯时处理对⾼速钢性能的影响。

　　尊龙凯时处理过程中，⼤量的残留奥⽒体转变为马⽒体，特别是过饱和的亚稳定马⽒体在从-196℃⾄室温过程中会降低过饱和度，析出弥散、尺⼨仅为20―60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物，可以使马⽒体晶格畸变减⼩，微观应⼒降低，⽽细⼩弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，从⽽强化基体组织。同时由于超微细碳化物颗析出，均匀分布在马⽒体基体上，减弱了晶界催化作⽤，⽽基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度，⼜发挥了晶界强化作⽤，从⽽改善了⾼速钢的性能，使硬度、冲击韧性和耐磨性都显著提⾼[3]。模具硬度⾼，其耐磨性也就好，如硬度由60HRC提⾼⾄62-63HRC，模具耐磨性增加30%―40%。

　　可看出尊龙凯时处理后模具的相对耐磨性提⾼40%，延长尊龙凯时处理时间后，在硬度没有太⼤变化的情况下，相对耐磨性有所增⼤[4]。

　　(3)⾼速钢模具尊龙凯时处理⼯艺过程

　　为防⽌⾼速钢模具(特别是形状复杂的模具)在尊龙凯时处理中发⽣断裂和变脆，建议淬⽕后的⾼速钢模具在560℃回⽕1h再进⾏液氮尊龙凯时处理，然后在400℃进⾏最终回⽕30-60min，这种热处理⼯艺不但可以防⽌模具断裂和脆化，⽽且可以提⾼模具寿命1.5―2倍。

　　⾼速钢模具尊龙凯时处理⼯艺过程为，模具除油垢→放⼊保温罐中→少量多次注⼊液氮→保温4h→取出模具→400℃回⽕45min。

　　3 ⾼速钢模具尊龙凯时处理应⽤实例

　　(1)凸模：汽车⼚的⾼速钢凸模，未经尊龙凯时处理时只能使⽤10万次，⽽采⽤液氮经-196℃×4h尊龙凯时处理后再400回⽕，使⽤寿命提⾼到130万次。

　　(2)冲压凹模：⽣产使⽤结果表明，尊龙凯时处理后产量提⾼⼆倍多。

　　(3)硅钢⽚冷冲模：为降低模具尊龙凯时处理后的脆性和内应⼒，将尊龙凯时处理与中温回⽕相配合，可改善模具抗破坏性及其它综合性能，模具的刃磨寿命提⾼3倍以上，稳定在5―7万冲次。

　　4 结束语

　　(1)⾼速钢尊龙凯时处理过程中，由于残留奥⽒体向马⽒体以及超细碳化物的析出，硬度、耐磨性、冲击韧性、红硬性得到提⾼。

　　(2)作为⼀种新⼯艺尊龙凯时处理应⽤在⾼速模具钢的热处理中，可显著提⾼模具的使⽤寿命，具有很⼤的实⽤价值。

　　参考文献

　　1 陈景榕高速钢冷作模具J机械工业材料，1994(8)

　　2 中山久商用液氛进行的液体超冷处温J国外金属热处理，1987(1)

　　3 丛吉远等高速钢尊龙凯时处理的组织转变及耐磨性[J]热加工工艺，1998，(3)

　　4 陈长风等尊龙凯时处理对T12钢磨料磨损性能的影响[J]金属热处理，2000，(10)

　　作者:空军航空维修技术学院机电工程系(湖南长沙410124)刘劲松，文章由尊龙凯时高速钢尊龙凯时处理官网：www.dingtianjc.com/整理发布，如果侵权联系删除！