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M35相当于我国的W6Mo5Cr4v2Co5,在国内外应用相当普遍,热处理工艺各异,我们通过多年的应用、研究,总结出比较切合实际的生产工艺。
M35钢主要化学成分见表1
根据斯蒂文( Steven)平衡碳〔Cp)计算公式:
Cp=0.033W+0.063Mo+0.06Cr+0.2V,得出Cp值大约为1.153,而平衡碳差值[平衡碳与实际含量(Cs)之差]△C相差较大,计算值见表2。
从某种程度讲,AC值散差大小反映了炼钢水平和刀具的制造及寿命水平。从表2可以看出,中国和法国的AC散差比较大,平均值为0.30左右,瑞典、英国、意大利、前苏联在同一档次,德国和国际标准十分接近。
2M35钢锻造工艺
M35钢的合金元素含量高达22%(高出M2钢近30%) .锻造好有一定的难度,要像锻造M42钢那样小心谨慎。隆继要充分预热,并逐渐由低温向高温推进,加热温度为1120 ~1150℃,始锻温度1000~1050℃,锻造中掌握“两轻一重"原则,终锻温度≥900℃,平整温度可稍低一点。锻后要缓冷,并及时退火,防止开裂。
退火工艺
高速钢锻造后的主要组织为马氏体和碳化物,硬度高脆性大,不便于切削加工,再则锻后不经退火而直接淬火,有可能产生蔡断口。锻后应进行及时适当的退火。退火工艺有两种:
*退火一般在低于500℃以下装箱密封进炉,以<50℃/h的速度升至850~870℃,保温4~ 5h,以25℃/h冷却速度冷至500℃出炉,在退火箱中缓冷。
等温退火按850~ 870℃" 4~5h操作后,炉冷至720~740℃- 3~ 4h,炉冷至500℃出炉,在退火箱中缓冷。退火后硬度≤255HBS。
为了防止氧化脱碳,退火时应加强保护,方便的方法是在退火箱中撒一点干净的干燥的锯木屑,这样既清洁卫生,又经济实用。
淬火回火工艺
现在工具行业用的M35钢,其含量大多在0.87%~0.95%范围内,国内的教科书和科技文献都是按GB9943-88(含碳量0.80%-0.90%】,已不能指导生产。我们所处理的刀具产品其成分都符合DIN标准,现就实用的淬火回火工艺简介如表3。
注Ⅰ两次预热;℃:、8n℃各-一次、每次预热时间是加热时间的两倍;
2.淬火加热系故取11)~12S 'mm;
3分级淬火:58)~620℃→26)~28℃,分级时间同高温加热时间;
↓M35的二次硬化峰温度在310~54VIC左右,这样回火后的硬度≥h8HRC,但工厂的实践生产下希望刀具硬度>6NHRC、故多采用55iC常规回火;5表中所示硬度系平磨后所测三点硬度的平均值
从表3可知,M.5钢最佳淬火温度在1215~ 1225℃之间,隆继因为在此区间温度的晶柱号基本上落在10.5~10级,硬度在67~h7 5HRC,适用于所有通用刀具、满足高性能高速钢高硬度、高强度、高耐磨性基本要求;12MPC以下适用于冷作模具和低速慢切刀具如丝锥、绞刀之类;l125℃以上高温淬火适用于红硬性要求特别高的刀具如车刀、滚刀等至于12.MY℃以上温度淬火可能会导致过热,这并下可怕,关键是掌握过热适度,有些刀具过热才经久耐用
5 M35钢刀具的使用情况
实践证明,用M35钢制造的氧氮化钻头、全磨制TiN涂层钻头国内外享有很高声誉,车刀、滚刀、插齿刀、螺伞刀等,与M2、M2A1、W18、w9、4341、M2等不同档次的高速同类刀具比较,综合性能指标令人满意,是应该大力推广符合中国国情的高性能高速钢。
6 Co在 M35钢中的作用
在高速钢各合金元素中,Co的化学特性处于一种特殊的地位。在高速钢中加入Co可获得下列效果。
6.1可以提高高速钢的热稳定性
在600℃的温度下,M35钢的硬度为54~55HRC,而M2钢只有47 ~48HRC。热硬性的提高乃是由于Co有促进奥氏体中碳化物的溶解作用。
6.2提高刀具硬度
Co能促进回火时从马氏体中析出W和Mo碳化物,增加弥散硬化效果,因而可以提高二次硬化硬度,从而可以提高耐磨性和耐用度。
6.3提高导热性
当温度从250℃升至650℃时,M2钢的导热系数提高30%,而M35钢却增加80%;而比热的数值随温度的增加而递增得更快。当温度从250℃升至650℃时,M2、M35钢分别增加0.8、1.1倍,在相同的切削条件下,含Co钢的切削刃温度比不含Co者低30-75℃。
6.4提高红硬性
Co是非碳化物形成元素,在淬火加热时,绝大部分Co溶入固溶体,增加其合金度,同时,Co使高速钢在回火过程中析出高度弥散的碳化物,提高回火后的硬度,高者可达68~70HRC,被称之为超硬高速钢。600℃*4h后的室温硬度较M2钢高出了3HRC左右,所以对高硬度、高强度材料的切削显示出M35钢的*性。
实践表明,M35钢也不是十全+美的,它的锻造性能、脆性、脱碳倾向、被切削性能比M2钢差点,这些问题在制订热处理工艺时应予以考虑。