JIS标准SKH54钼钨系高速钢中钨元素对性能积极影响

# 提高JIS标准SKH54钼钨系高速钢中钨元素对性能积极影响的方法

## 一、优化化学成分配比

1. **协同合金元素**

   -在SKH54高速钢中，除了钨元素，还有钼、铬、钒等合金元素。合理调整这些元素与钨元素的比例关系，可以增强钨元素对性能的积极影响。例如，钼元素与钨元素在形成碳化物方面有一定的协同作用。适当增加钼元素的含量（在标准范围内），可以使钨元素形成的碳化物分布更加均匀，从而提高钢的红硬性和耐磨性。

   - 铬元素可以提高钢的淬透性和抗氧化性。通过优化铬与钨的比例，如将铬含量控制在3.8 -4.5%的合适范围内，能够确保在淬火过程中，钨元素形成的碳化物更好地与基体结合，提高钢的整体性能。

   -钒元素形成的碳化物硬度极高且能细化晶粒。调整钒元素与钨元素的配比，使得在高温下，钒元素的碳化物能够与钨元素的碳化物共同作用，阻止晶粒长大，提高钢的红硬性。

## 二、改进热处理工艺

1. **淬火工艺**

   -**控制淬火温度**：合适的淬火温度对于发挥钨元素的作用至关重要。SKH54高速钢的淬火温度通常较高，一般在1180 -1220°C。在这个温度范围内，钨元素形成的碳化物能够充分溶解到奥氏体中，在随后的冷却过程中，以细小弥散的形式析出，从而提高钢的硬度和红硬性。如果淬火温度过低，钨元素形成的碳化物不能充分溶解，会影响钢的性能；如果温度过高，则可能导致晶粒粗大，降低钢的韧性。

   -**选择淬火介质**：采用合适的淬火介质可以影响钨元素在钢中的组织转变。例如，油冷淬火可以使钢在淬火过程中获得较好的组织形态。油的冷却速度相对适中，能够避免因冷却速度过快而产生过大的内应力，又能保证钨元素在组织转变过程中形成有利于提高性能的结构。

2. **回火工艺**

   - **多次回火**：SKH54高速钢需要进行多次回火，一般为3 -5次。在回火过程中，钨元素形成的碳化物会发生弥散强化作用。多次回火可以使钢中的残余奥氏体转变为马氏体，并且使钨元素的碳化物分布更加均匀。例如，第一次回火后，钢的硬度可能会有所下降，但随着后续回火次数的增加，由于钨元素碳化物的弥散强化，钢的硬度会趋于稳定并且红硬性得到提高。

   - **控制回火温度和时间**：回火温度一般在550 -570°C，回火时间根据工件的尺寸和要求而定。在这个回火温度范围内，钨元素的碳化物能够在基体中保持稳定的弥散状态，提高钢的韧性和红硬性。如果回火温度过高或时间过长，可能会导致钨元素的碳化物聚集长大，降低其对性能的积极影响。

## 三、优化加工工艺

1. **锻造工艺**

   -**控制锻造比**：在SKH54高速钢的锻造过程中，合适的锻造比可以使钨元素在钢中的分布更加均匀。锻造比一般在3 -5之间。通过锻造，可以破碎铸态组织中的粗大晶粒和碳化物偏析，使钨元素更好地融入基体，提高钢的性能。

   - **控制锻造温度**：始锻温度一般在1050 - 1100°C，终锻温度在900 -950°C。在这个温度范围内锻造，可以保证钨元素形成的碳化物在锻造过程中不被破坏，并且使钢具有良好的塑性，有利于钨元素发挥其对钢性能的积极影响。

2. **切削加工工艺**

   -**选择合适的切削参数**：在对SKH54高速钢进行切削加工时，选择合适的切削参数可以减少对钢内部组织的破坏，从而保护钨元素对性能的积极影响。例如，适当降低切削速度、增加进给量和切削深度，可以减少切削过程中的切削力和切削热，避免因过热导致钨元素形成的碳化物发生异常变化。

   -**使用合适的切削刀具**：使用硬度更高、耐磨性更好的切削刀具，如硬质合金刀具，可以实现对SKH54高速钢的高效切削。这样可以减少切削过程中的振动和摩擦，防止因切削不当对钢中钨元素及其形成的碳化物造成破坏，从而维持钨元素对性能的积极影响。