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      高速鋼快速加熱各種現象


      (1)高速鋼刀片快速加熱早在1923~1924年間,前蘇聯沃洛格金就開始研究高速鋼刀具高頻淬火,可惜沒有成功[3]。沒有成功的原因認為高速鋼制工具必須完全被淬透,或者所得的高熱硬性和高強度的淬硬層比較厚才行,同時也擔心高頻淬火碳化物溶解不良影響其他性能。但這是比較浮淺的感知,并沒有將感應淬火深入研究下去。直至1952年才有所突破,格德別爾格等終于在尺寸為3~10mm的W18Cr4V(P18)刀片淬火成功,遺憾地是沒有走向工業化生產,但足以說明,高速鋼刀具是可以感應加熱淬火的。
      (2)高速鋼焊件的快速加熱高速鋼錐柄鉆、立銑刀等桿狀刀具,不論是閃光焊還是摩擦焊,都是快速加熱的典范,在幾秒鐘內就能將鋼件加熱到1000℃以上。
      (3)高速鋼鍛件的快速加熱筆者提倡φ60mm高速鋼坯料直接入高溫區加熱[4],即冷料不經預熱,直接入1150~1200℃區。投入生產多年,鍛造質量穩定。
      (4)高速鋼刀具淬火參量公式的運用在高速鋼工具熱處理時存在一個淬火參量公式即P=t(37+lgτ)[5]式中  P——淬火參量;t——淬火加熱溫度;τ——淬火加熱時間。
      公式中的P代表了淬火加熱溫度和加熱時間的綜合作用。在淬火過程,無論淬火加熱溫度和加熱時間怎樣變化,只要兩者作用的結果即淬火參量相同,那么奧氏體化的程度就應該是相當的。意思是說高溫短時間(快速加熱)和低溫長時間,只要P相同,刀具淬火的質量就是一樣的。
      (5)高速鋼刀具爐內快速加熱和半快速加熱20世紀50年代末,在蘇聯熱處理專家的幫助下,北京、天津、上海等地,曾推廣熱處理快速加熱節能新技術,取得了不少成功經驗,可惜留下的資料不多,筆者手上只有上海工具廠W18Cr4V鋼制φ14mm錐柄鉆、槽銑刀快速加熱的資料[6]。報道說將W18Cr4V鋼的淬火加熱溫度由常規的1270~1280℃提高到1300~1310℃,加熱系數由原10~12s/mm縮短到5~6s/mm,刀具壽命不降反而略有提高。
      (6)激光、電子束等高能量密度對高速鋼刀具表面改性近幾年不斷有報道激光等對高速鋼表面改性的文章[7],指出高速鋼完全可以實施快速加熱。該技術方法是將高能量密度的等離子體高速作用在M42鋼表面,使材料表面出現局部的快速升溫和快速冷卻,升溫和冷卻的速度可達到104~108K°/s,因此可在工件表面形成晶結構改性層,達到提高材料性能的目的。
      (7)高速鋼快速加熱由來已久高速鋼問世100多年來,人們對其熱處理工藝創新改革從來未停止過。前蘇聯曾有人狂言,對鋼來說能夠以任何速度加熱。限于當時的條件,只局限在鹽浴爐和高頻加熱,并且淬火件都是不能再簡單的棒或片,不具備普遍性。高速鋼鍛造坯料的快速加熱應用比較成功,大部分人認為:經過壓力加工和退火后的高速鋼材料,在改鍛前的加熱,其加熱的速度是可以不受限制的[8]。當激光、電子束等新技術新工藝的出現,屢見有高速鋼快速加熱表面改性成果的報道,表明高速鋼快速加熱已進入實質性的應用階段。

      【上一個】 感應加熱淬火在高速鋼機械刀片中的應用 【下一個】 感應淬火的金屬學問題

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