攀枝花学院本科课程设计（论文）
[T10钢车刀热处理工艺设计]
学生姓名：冯康
学生学号： 201311102014
院（系）：材料学院
年级专业：2013级材料成型及控制工程1班
指导教师：孙青竹副教授
二〇一六年六月
攀枝花学院本科学生课程设计任务书
攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要
摘要
本课程主要设计T10钢用来制造车刀的主要热处理设计流程，包括车刀工作条件及失效形式分析。刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，韧性和抗氧化性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。
具体工艺流程以及热处理工艺流程包括预备热处理是球化退火：加热至750℃→最终热处理是淬火：加热至790℃→水冷；回火：低温回火150℃→空冷。
关键词：耐磨高硬度红硬性热处理
攀枝花学院本科课程设计（论文）目录
目录
摘要 (Ⅰ)
1、设计任务 (1)
1.1设计任务 (1)
1.2设计的技术要求 (1)
2、设计方案 (2)
2.1 变速箱设计的分析 (2)
2.1.1工作条件及性能要求 (2)
2.1.2失效形式及使用性能 (2)
2.2钢种材料 (2)
3、设计说明 (4)
3.1加工工艺流程 (4)
3.2具体热处理工艺 (4)
3.2.1预备热处理工艺 (4)
3.2.2最终热处理 (5)
4、质量检测 (7)
5、缺陷与分析 (8)
6、结束语 (9)
7、热处理工艺卡 (10)
参考文献 (11)
1 设计任务
1.1设计任务
T10钢车刀热处理工艺设计。
1.2设计的技术要求
高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，若没有足够的高的硬度是不能进行切削加工的。否则，在应力作用下，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要性，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。
在化学成分上，为了使工具钢尤其是刃具钢具有较高的硬度，通常都使其含有较高的的碳（W（C）=0.65%~1.55%），以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少防止工具损坏是有利的。大量的含碳质量分数又可提高耐磨性，碳素工具钢的理想淬火组织应该是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物，工具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状且分布均匀。
2 设计方案
2.1变速箱设计的分析
2.1.1工作条件及性能要求
刃具在切削过程中，刀刃与工件表面金属相互作用，使切削产生变形与断裂，并从工件整体剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负载荷作用。由于切削层金属的变形及刃具与工件、切削的摩擦产生大量的摩擦热，均使刃具温度升高。切屑速度越快，则刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600℃左右。
2.1.2失效形式及使用性能
刀刃是的失效形式有很多种，磨损是刀具失效的主要原因之一，如前刀面损，刀尖磨损和后刀面磨损。
按道具破损可分为：切削刃微崩，切削刃或刀尖崩碎，刀片或刀具折断，刀片表层剥落，切削部位塑性变型和刀片的热裂。
①为了保证刃具的使用寿命，应要求有足够的耐磨性。高的耐磨性不仅决定于高硬度，同时也取决于钢的组织。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨能力。
②为了保证刀刃能进入工件并防止卷刀，必须使刃具具有高于被切削材料的硬度（一般应在60HRC以上，加工软材料时可取45~55HRC），故工具钢应是以高碳马氏体为基体组织。
③由于在各种形式的切削过程中，工具承受冲击，振动等作用，应当要求刀具有足够的塑性和韧性，以防使用中崩刀或折断。
④为了使刀具能承受切削热的作用，防止在使用过程中因温度升高而导致硬度下降，应要求刃具具有高的红硬性。钢的红硬性是指钢在受热条件下，仍能保持足够的硬度和切削能力，这种性能成为钢的红硬性。红硬性可以用高温回火后在室温条件下测得的硬度直来表示。所以红硬性是钢抵抗多次高温回火软化的能力，实质上这是一个回火抗力的问题。
2.2钢种材料
选用T10碳素刃具钢，含碳量：W（C）=1%左右，工作温度：低于200℃。
性能：高硬度，成本低。缺点：淬透性低，红硬性差，耐磨性不足。
因其生产成本低，冷、热加工工艺性能好，热处理工艺（淬火+低温回火）简单，热处理后有相当高的硬度（58-64HRC），切削热不大（<200℃）时具有较好的耐磨性。因此在生产上获得广泛应用。对于侧重于要求韧性的工具如錾子、凿子、冲子等多采用T7、T8(A)钢；侧重要求硬度和耐磨性的工具如锉刀、刨刀多采用T12(A)、T13(A)钢；要求较高硬度和一定韧性的工具如小钻头、丝锥、低速车刀等多采用T9～T11(A)钢等。碳素刃具钢的缺点是淬透性低、回火稳定性小，红硬性差。因此，碳素刃具钢只能用于制造手用工具、低速及小走刀量的机用刀具。碳素刃具钢淬火时需用水冷，形状复杂的工具易于淬火变形，开裂危险性大等。当对刃具性能要求较高时，就必须采用合金刃具钢。
3 设计说明
3.1加工工艺流程
用T10钢制造形状简单的车刀，基本工艺路线为：下料→锻造→预备热处理（球化退火）→切削加工→最终热处理（淬火、回火等）→磨加工→磨刃
3.2热处理工艺
3.2.1预备热处理
球化退火：
对于含碳量大于0.6%的各种工具钢，磨具钢，轴承钢，共析、过共析钢的锻轧件等，为了改善其各类性能或提高最终热处理组织和性能，常常采用退火或球化退火工艺。球化退火是高碳钢预先热处理工艺，退火一般为炉内缓冷，为其淬火工艺中均匀奥氏体化提供组织准备。
T10属于碳素工具钢，含碳量为1%左右。球化退火的作用是消除钢中网状碳化物，改善金相组织，（因为锻造后晶粒粗大，硬度较高。）提高塑性，韧性，降低钢的硬度，以利于切削加工，减少最终热处理时的变形开裂趋势，而且也为淬火做好组织上的准备。退火温度为Ac1~Acm 之间 ,必须严格控制退火加热温度。退火后的组织为体基体上分布着均匀的、细小的碳化物颗粒。硬度应达到41HRC 左右。
（2）工艺流程：
20分钟均匀加热至750℃→保温40分钟→20分钟匀速冷却至690℃→保温80分钟→炉冷到600℃→最后空冷
图3.1球化退火图
3.2.2最终热处理
①淬火
淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等，淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，
淬火加热温度的选择：通常亚共析钢淬火加热温度为Ac3＋30～50℃，共析钢及过共析钢为Ac1＋30～50℃，对于T10钢（过共析钢），Ac1为730℃，其加热温度为Ac1＋30～50℃，即770℃,780℃,790℃。另外，选择淬火加热温度还要考虑工件的尺寸大小和形状，加热设备，合金成分等。
保温时间的确定：加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算。
最终热处理是淬火+低温回火，淬火获得碳化物+马氏体，获得刀具应该的高硬度，淬火后的硬度大约为63HRC左右，可以进行几次的回火，使性能更稳
定，回火为了获得回火马氏体，回火作用是使T10钢有一定的硬度，从而提高车刀的加工性能，低温回火使孪晶马氏体中过饱和碳原子沉淀析出碳化物弥散分布在马氏体相中，提高马氏体稳定性，同时使淬火微裂纹焊和，即提高钢的韧性，又保持较高的硬度，强度和耐磨性，减轻零件开裂可能性，缓解淬火造成的严重内应力状态回火后的硬度一般为58-64HRC，回火后硬度并没有降低。
回火的目的：①消除淬火过程中产生的热应力和组织应力的残余应力；②是淬火马氏体时效析出碳化物，获得回火马氏体，回火屈氏体或回火索氏体组织，在不降低强度和硬度情况下提高材料的塑性和韧性，获得优良的机械性能；③使淬火过程中不稳定的马氏体和残余奥氏体转变成温度的组织，稳定零件尺寸。
②淬火、回火表
表3-1：淬火回火一览表
回火 5 150 60 空冷
图3.3最终热处理曲线图
4 质量检测
1．原材料进厂入库检测
①原材料硬度检测
②碳化物不均匀检测
③表面脱碳检测
④淬火实验
2．刀具退火质量检测
退火时应防止氧化脱碳，退火后的型变量应小于加工余量的1\3，如形变超差，允许较直，但是较直后必须补充去应力退火
3．调质质量检测
调制处理后一般只检测硬度，HRC应在40左右
4．最终热处理检测
检测项目检测方法
淬火前检测检测有无形变超差、裂纹和碰伤等
淬火现场检测校正仪器仪表，淬火晶粒度和淬火后硬度检
测
回火后检测用肉眼或放大镜观察表面有无裂缝、烧伤等硬度检测洛氏硬度最好控制在65-67HRC
弯曲检查较直并进行去应力
红硬性检测600摄氏度下保温4小时检测其洛氏硬度
刀具表面质量检测检测表面有无过少或麻点等
5 缺陷与分析
T10是最常见的一种碳素工具钢，韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到60HRC以上，但是，此钢淬透性低，且耐热性差（250℃），在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。韧性尚可，强度及耐磨性均较T7-T9高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。
淬火缺陷：
①过热:在淬火加热时，由于温度过高或者时间过长造成奥氏体晶粒粗大，
而且易于引起淬火裂纹。造成工件强度和韧性降低，易于产生脆性断裂。
轻微的过热可用延长回火时间来补救。严重的过热则需进行一次细化晶
粒退火，然后在重新淬火。
②氧化和脱碳：淬火加热时，钢制零件与周围加热介质相互作用往往会产
生氧化和脱碳等缺陷。氧化使工件尺寸减小，表面光洁程度降低，严重
影响淬火冷却速度，进而使淬火工件出现软点或硬度不足等新的缺陷。
工件表面脱碳会降低淬火后钢的表面硬度、耐磨性，并显著降低其疲劳
强度。因此必须注意防止氧化和脱碳现象。钢在加热时，在保证组织转
变的条件下，加热温度应尽可能低，保温时间尽可能短。采用良好的盐
浴加热或可控气氛加热等方法可以防止钢的氧化。
6 结束语
本课程主要设计T10钢用来制造车刀的主要热处理设计流程，包括车刀工作条件及失效形式分析。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，韧性和抗氧化性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。对车刀进行性能、技术要求分析，选定钢种T10钢，确定加工工艺流程：下料→锻造→预备热处理（球化退火）→切削加工→最终热处理（淬火、回火等）→磨加工→磨刃。设计其最终热处理和质量检测，最后进行缺陷分析，制定热处理工艺卡。
具体工艺流程以及热处理工艺流程包括预备热处理是球化退火：加热至750℃→最终热处理是淬火：加热至790℃→水冷；回火：低温回火150℃→空冷。
7 热处理工艺卡片
参考文献
[1]https://www.doczj.com/doc/9319150163.html,/link?url=tIoJiSrwSsTngtm4Qd011irLUMAiuxlTlnrbOHsh
cz_cyMFfBO3qEqoRmq488j-kpwTFrNvyXWlcED6nY0dhmxMosuebNLYu2oL6WpKpHc3.
[2]邓承轩，陈冬梅.改进T10钢热处理工艺的研究[J].1984.08
[3]郑庆行.碳素工具钢热处理与组织分析[J].2014(1).
[4]崔中圻.覃耀春.金属学与热处理（第2版）[M].北京.机械工业出版社.2015,3，294～
297.
[5]潘金生.材料科学基础[M].北京：清华大学出版社，2004.
45钢及T10钢热处理实验
45钢和T10钢热处理实验 一、实验仪器与试样 1．试样：Ф20×18mm 2. 箱式电阻炉，布氏硬度计，洛氏硬度计，砂纸、水（20～30℃） 二、实验内容与步骤 （一）45钢(退火或正火，淬火，回火) 1. 对热处理前的45钢试样进行硬度测试。 采用布氏硬度计对原始试样进行硬度测试，共测三次取平均值。注意试样表面应光滑平坦，不应有氧化皮及油污等。本实验可用砂纸打磨后用丙酮清洗干净后进行测量。 2. 对45钢进行完全退火并测硬度 （1）加热温度 45钢的完全退火是加热到Ac3以上30～50℃，即780+30～780+50，在810～830℃之间取一个温度值。 （2）加热速度： 形状简单的碳素钢可以随炉升温，不控制加热速度。 （3）保温时间 一般碳素钢在温度800℃左右的箱式电阻炉中加热，以每毫米直径或每毫米厚度保温 1.0～1.5min为宜。本实验按1分钟/每毫米直径确定保温时间按为20min。 （4）冷却速度 一般情况下碳钢的冷却速度为100~150℃/h。本实验试样随炉冷却到500℃左右可出炉空冷。 完全退火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。
3. 对45钢进行正火并测硬度 与上述完全退火工艺相同，不同的是最后冷却的时候，保温一段时间后将试样直接从炉中取出空冷。 正火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用布氏硬度计进行硬度测试，共测三次取平均值。 注：钢的退火和正火每个小组自由选择其中一个工艺做即可 4.对45钢进行淬火并测硬度。 加热温度，加热速度，保温时间和完全退火工艺相同，所不同的是冷却的时候，保温一段时间后直接将试样从炉中取出，然后迅速将试样淬入水中，注意淬入水后要不停的运动，破坏试样表面蒸气膜的形成。同时水温控制在40℃以下，还必须不断补充新水，冷却水要保持清洁，否则也会降低冷却能力。 淬火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。 5.对45钢进行回火并测硬度。 将淬火后的试样重新加热到表5中的某一个温度范围内，保温30min,然后从炉中取出试样空冷。 回火后的试样先用砂纸将表面的氧化皮和脱碳层打磨掉，然后采用洛氏硬度计进行硬度测试，共测五次取平均值。
热处理工艺制度对T10钢组织与性能的影响2 标题: j I a n g u n I v e r I t y 金属材料综合实验 热处理工艺制度对T10钢 组织和性能的影响实验内容 1和T10钢概述 目前，T8、T10和T12是常用的碳素工具钢，其中T10是最常用的T10钢具有良好的可加工性和易获得的优点。然而，淬透性低，耐磨性一般，淬火变形大。由于钢中含有微量合金元素，抗回火性差，硬化层浅，所以承载能力有限。虽然具有高硬度和耐磨性，但小截面工件的韧性不足，大截面工件有残留网状碳化物的倾向。T10钢在淬火和加热过程中不会过热(通常高达800℃)。淬火后，钢中有多余的不溶碳化物，T10钢比T8钢具有更高的耐磨性，但淬火变形收缩明显。由于淬透性差，硬化层通常只有1.5 ~ 5毫米；一般来说，220 ~
250℃回火具有较好的综合性能。热处理过程中的变形比较大，所以只适合制造尺寸小、形状简单、载荷小的模具。2.T10钢c: 0.95 ~ 1.04 (t χ，χ:碳千分率)si:≤0.35 Mn:≤0.40s:≤0.020 p:≤0.030 Cr:允许残留含量≤0.25≤0.10(制造铅浴淬火钢丝时)Ni:允许残留含量≤0.20≤0.12(制造铅浴淬火钢丝时适用于制造各种切削条件差、耐磨性要求高、有一定韧性、刃口锋利、无突发剧烈冲击振动的刀具，如车刀、刨床、钻头、丝锥、铰孔工具、螺旋模、铣刀手锯刀片、冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金冷挤压模、纸冲裁模、塑料成型模、小尺寸冷刃切削模、冲孔模、低精度、形状简单的量具(如夹板等)。)，也可用作无大冲击的耐磨零件等。 2，实验原理 为了研究T10钢退火、淬火和回火后的显微组织，有必要用铁-Fe3C 平衡相图和过冷奥氏体等温转变曲线-C曲线从加热和冷却两个方面进行分析。钢在冷却过程中的组织转变规律由C曲线决定因此，对热处理后钢的显微组织的研究通常是基于C曲线 过冷奥氏体将根据不同的冷却条件在不同的温度范围内经历不同类型的转变通过金相显微镜观察，可以发现过冷奥氏体各种相变产物的显微组织不同。T10钢是过共析钢。过共析钢的C曲线与亚共析钢相似，渗碳体首先析出。随着冷却速度的增加，钢的组织变化为:渗碳体+珠光体→渗碳体+索氏体→渗碳体+屈氏体→屈氏体+马氏体+残余奥氏体→马氏体+残余奥氏体为了使渗碳体呈球形且分布均匀，提高切削性能并为最终热处理做准备，碳素工具钢必须先进行球化处
T10钢热处理工艺及组织性能研究 任务书 1．课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，运用所学过的金属学及热处理等专业知识，了解T10钢的概况；熟悉钢T10的热处理工艺方法；认识T10钢热处理前后金相组织；找出热处理对T10钢组织和力学性能的影响规律，为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。 2．主要任务 （1）制定T10钢热处理工艺，进行热处理实验。 （2）制备金相试样，观察分析T10钢热处理前后的显微组织。 （3）测定T10钢热处理前后力学性能，包括硬度、冲击韧性等。 （4）分析热处理工艺、组织结构与力学性能之间的关系。 （5）撰写毕业论文。结构完整，层次分明，语言顺畅；避免错别字和错误标点符号；格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。 3．主要参考资料 [1] 王学前，贺毅. 高碳钢快速球化退火工艺的研究[J]. 热加工工艺，2002，（1）：32-33. [2] 沈晓钧. 工具钢的热处理[J]. 铸锻热———热处理实践，1994，（2）：4-17. [3] 崔忠圻，覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京，机械工业出版社，2007：230-308. 4．进度安排
审核人：2014 年12 月15 日
T10钢热处理工艺及组织性能研究 摘要：本次研究的主要内容是退火态T10钢的热处理工艺及其组织性能的研究。通过观察经过不同预先热处理的退火态T10钢试样的显微组织，以及测量其洛氏硬度、冲击韧性等，分析了不同预先热处理的T10钢试样的组织性能和力学性能。结果表明，正火+等温球化退火为退火态T10钢的最佳预先热处理工艺；不同预先热处理所得到的组织效果会遗传到最终的组织中；预先热处理为正火+普通球化退火和等温球化退火的退火态T10钢试样，经过水淬和低温回火后，发生了脆性转变。 关键词：T10钢，热处理，显微组织，力学性能 Researching heat treatment process and microstructure properties of T10 steel Abstract：The main content of this study is researching the heat treatment process and microstructure of the annealed T10 steel.The microstructure and mechanical properties of T10 steel samples with different advance heat treatment were studied by inspecting microstructure of annealed T10 steel samples with different advance heat treatment and measuring the hardness and toughness of annealed T10 steel .The results show that the best advance heat treatment process is normalizing+ isothermal spheroidizing annealing.it will be inherited in the final tissue that is the effect of the tissue obtained by different advance heat treatment.the brittle transition occurs in the annealed T10 steel sample of advance heat treatment is normalizing + ordinary spheroidizing annealing or isothermal spheroidizing annealing after water quenching and low temperature tempering. Keywords:T10 steel, heat treatment, microstructure, mechanical properties I
辽宁工程技术大学 综合及创新实验开题报告 学生姓名吴双全 学号 1308010318 所属院系材料科学与工程学院 专业/班级材料13-3 所用材料 T10钢 要求硬度 50～55HRC 阅卷人 阅卷日期 成绩评定：
T10钢热处理工艺设计 一、实验目的 1、通过设计一组热处理工艺方案提高T10钢试样的硬度，使其硬度达到50～55HRC。 2、设计热处理工艺使试样金相组织中最终出现屈氏体。 二、实验材料及设备 1、T10钢圆柱试样（15×15mm）若干 2、硝酸 3、酒精 4、砂纸 5、抛光膏 6、玻璃板 7、箱式电阻炉及控温仪表 8、抛光机 9、金相显微镜 10、洛氏硬度计 三、实验内容 1、T10钢概述 目前常用的碳素工具钢有T8、T10、T12,其中T10用量最多。T10钢优点是可加工性好，来源容易；但淬透性低、耐磨性一般、淬火变形大。因钢中含合金元素微量，耐回火性差，硬化层浅，因而承载能力有限。虽有较高的硬度和耐磨性，但小截面工件韧性不足，大截面工件有残存网状碳化物倾向。T10钢在淬火加热（通常达800℃）时不致于过热，淬火后钢中有过剩未溶碳化物，所以比T8钢具有更高的耐磨性，但淬火变形收缩明显。由于淬透性差，硬化层往往只有1.5～5mm；一般采用220～250℃回火时综合性能较佳。热处理时变形比较大，故只适宜制造小尺寸、形状简单、受轻载荷的模具。 2、T10钢化学成分 碳 C ：0.95～1.04（Tχ，χ：碳的千分数）
硅 Si：≤0.35 锰 Mn：≤0.40 硫 S ：≤0.020 磷 P ：≤0.030 铬 Cr：允许残余含量≤0.25≤0.10(制造铅浴淬火钢丝时) 镍 Ni：允许残余含量≤0.20≤0.12(制造铅浴淬火钢丝时) 铜 Cu：允许残余含量≤0.30≤0.20(制造铅浴淬火钢丝时) 注：允许残余含量Cr+Ni+Cu≤0.40(制造铅浴淬火钢丝时) 3、T10钢适用范围 这种钢应用较广，适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、还可以制作冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、纸品下料模、塑料成型模具、小尺寸冷切边模及冲孔模，低精度而形状简单的量具（如卡板等），也可用作不受较大冲击的耐磨零件等。 四、实验原理 C平衡相图及过研究T10钢经退火、淬火、回火后的组织，需要运用Fe-Fe 3 冷奥氏体等温转变曲线图—C曲线从加热和冷却2个方面进行分析，钢在冷却时的组织转变规律是由C曲线确定的。因此，研究钢热处理后的组织通常以C曲线为理论依据。 按照不同的冷却条件，过冷奥氏体将在不同的温度范围发生不同类型的转变。通过金相显微镜观察，可以发现过冷奥氏体各种转变产物的组织形态各不相同。T10钢是过共析钢，过共析钢的C曲线跟亚共析钢的相似，先析出的是渗碳体。随着冷却速度的增大，钢的显微组织变化是：渗碳体+珠光体→渗碳体+索氏体→渗碳体+托氏体→托氏体+马氏体+残余奥氏体→马氏体+残余奥氏体。为了使渗碳体呈球状并且均匀分布，改善切削加工性能，为最终热处理做好组织准备，碳素工具钢必须先进行球化退火。碳素工具钢经不完全淬火和中温回火，硬度在50～55HRC范围，可作为低切削的刃具和形状简单的冷冲模。
钢材常用的热处理方法及常见零件的热处理工艺 一、钢材常用的热处理方法 1、正火 钢的正火就是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后在空气中进行冷却。正火的目的是为了材料的组织均匀，增加强度与靭性，消除粗切削加工后的加工硬化现象，改善切削加工性能，并为其后的淬火做细化晶粒的组织准备。 2、淬火 钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上，保持一定时间，然后在适当的淬火介质中进行冷却，以获得较好的组织结构和性能。钢经过淬火后，其硬度和强度均显著提高。 钢的加热情况可以其灼热的颜色来判定。钢加热温度的选择见表1。 钢经过淬火，虽然会提高其硬度和强度，但由于淬火会产生内应力使钢变脆，所以淬火后必须进行回火。 3、回火 钢的回火就是将钢件淬火后再加热到适当温度，并保温一定时间，
然后在空气中或在水、油等介质中冷却到室温。回火的目的是为了消除淬火时产生的内应力，减少脆性，提高钢的塑性和韧性，改善加工性能。钢的回火分为高温回火、中温回火和低温回火3种。 碳素工具钢的回火温度见表2。 表2碳素工具钢的回火温度 4、退火 钢的退火就是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间，然后在炉中缓缓冷却。退火的目的是为了消除内应力和组织不均匀及晶粒粗大等现象，降低硬度，消除坯件的冷硬现象，提岛切削加工性能。碳钢的退火规范见表3。 表3碳钢的退火规范 注：临界温度是指在该温度下，钢的组织发生了变化。
二、几种常见零件的热处理 1、齿轮 机床齿轮的热处理见表3。
2、蜗轮 蜗轮的热处理见表4 3、丝杠 丝杠广泛应用于机床和各种机械的传动机构中。丝杠传动能保证直线移动有较高的精确性和均匀性。为此，丝杠必须具有一定的强度及较高的耐磨性和精度保持性。 丝杠的材料必须具有足够的机械性能和良好的切削加工性。经过热处理后，应具有较高的硬度和最小的变形。 为了避免弯曲变形，丝杠的热处理通常都在井式炉中进行。丝杠如果变形，必须进行校直(并且，最好是热校直）。但是经过校直的丝杠，必须进行彻底的消除内应力的处理。 经验证明，在丝杠加工和热处理过程中，多次而反复地消除内应力，均
攀枝花学院本科课程设计（论文） [T10钢车刀热处理工艺设计] 学生姓名：冯康 学生学号： 201311102014 院（系）：材料学院 年级专业：2013级材料成型及控制工程1班 指导教师：孙青竹副教授 二〇一六年六月
攀枝花学院本科学生课程设计任务书
攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要 摘要 本课程主要设计T10钢用来制造车刀的主要热处理设计流程，包括车刀工作条件及失效形式分析。刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，韧性和抗氧化性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。 具体工艺流程以及热处理工艺流程包括预备热处理是球化退火：加热至750℃→最终热处理是淬火：加热至790℃→水冷；回火：低温回火150℃→空冷。 关键词：耐磨高硬度红硬性热处理
攀枝花学院本科课程设计（论文）目录 目录 摘要 (Ⅰ) 1、设计任务 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2设计的技术要求 (1) 2、设计方案 (2) 2.1 变速箱设计的分析 (2) 2.1.1工作条件及性能要求 (2) 2.1.2失效形式及使用性能 (2) 2.2钢种材料 (2) 3、设计说明 (4) 3.1加工工艺流程 (4) 3.2具体热处理工艺 (4) 3.2.1预备热处理工艺 (4) 3.2.2最终热处理 (5) 4、质量检测 (7) 5、缺陷与分析 (8) 6、结束语 (9) 7、热处理工艺卡 (10) 参考文献 (11)
1 设计任务 1.1设计任务 T10钢车刀热处理工艺设计。 1.2设计的技术要求 高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，若没有足够的高的硬度是不能进行切削加工的。否则，在应力作用下，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要性，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。 在化学成分上，为了使工具钢尤其是刃具钢具有较高的硬度，通常都使其含有较高的的碳（W（C）=0.65%~1.55%），以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少防止工具损坏是有利的。大量的含碳质量分数又可提高耐磨性，碳素工具钢的理想淬火组织应该是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物，工具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状且分布均匀。
t10钢的淬火组织 T10钢是一种高碳工具钢，具有优异的硬度和耐磨性，在工业制造和冶金加工中广泛应用。淬火是一种热处理工艺，通过控制钢材的冷却速度，使其在固态下迅速冷却，从而提高钢材的硬度和耐磨性。对于T10钢而言，淬火是必不可少的工序，可以很好地改善其力学性能和使用寿命。 T10钢的淬火组织主要决定于钢材的成分和处理工艺。T10钢的主要成分为碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）和硫（S）。其中，碳是钢材的主要强化元素，能够提高钢材的硬度和强度。而硅、锰、磷和硫等元素则通过形成相应的化合物和固溶体来影响钢材的热处理性能和力学性能。 在淬火过程中，首先需要将T10钢加热到适当的温度，使其达到A3点以上。然后，将钢材迅速置于冷却介质中，以实现快速冷却。常用的冷却介质有水、油和盐水等。冷却过程中，钢材的温度将迅速下降，达到马氏体转变的范围。在适宜的冷却速度下，钢材中的马氏体将得以保留。
马氏体是一种具有高硬度和脆性的组织形态，能够有效提高钢材 的硬度，但同时也会增加钢材的脆性。对于T10钢而言，淬火的目标 是尽可能多地产生马氏体，以获得较高的硬度，同时又要尽量减少马 氏体的脆性，以保证钢材的使用寿命。 T10钢的淬火组织主要有马氏体、残余奥氏体和贝氏体等。马氏体是由奥氏体经过快速冷却所得到的一种相，具有充分强化的效果。残 余奥氏体是在淬火过程中没有转变成马氏体的奥氏体，常常出现在硬 度较低的区域，对钢材的力学性能有一定影响。贝氏体则是由马氏体 经过回火处理后转变而成的组织相，可以提高钢材的韧性和强度。 为了得到理想的淬火组织，可以选择不同的淬火条件和回火工艺。淬火条件包括加热温度、冷却介质和冷却速度等。一般来说，较高的 加热温度和更快速的冷却速度可以得到较高的硬度和强度，但同时也 会增加残余奥氏体的含量。回火工艺则是通过控制回火温度和时间， 来调节贝氏体的含量和组织形貌，以实现对钢材硬度和韧性的平衡。 总之，T10钢的淬火组织是通过控制钢材的加热和冷却过程来实现的。合理的淬火工艺可以得到理想的硬度和韧性，提高钢材的力学性
微观组织控制课程实验 学院：机械与汽车工程学院 班级：材控 学号： 姓名：
一.实验目的： 本次研究的主要内容是退火态T10钢的热处王里工艺及其组织性能的研究。通过观察经过不同预先热处理的退火态T10钢试样的显微组织，以及测量其洛氏硬度、冲击韧性等，分析了不同预先热处理的T10钢试样的组织性能和力学性能。结果表明,正火+等温球化退火为退火态T10 钢的最佳预先热处理工艺; 不同预先热处理所得到的组织效果会遗传到最终的组织中; 预先热处理为正火+普通球化退火和等温球化退火的退火态T10钢试样，经过水淬和低温回火后，发生了脆性转变。 T10钢的热处理工艺及组织性能，通过对经过不同预备热处理的T10钢的微观组织分析及力学性能分析，探寻在热处理过程中，不同预先热处理对钢的组织及性能的影响规律，在此研究基础上，对现在实际生产中的一般热处理工艺进行优化，以达到最好的效果。 二：实验方法 T10钢的概述：目前常用的碳素工具钢有T8、T10、T12,其中T10用量最多。T10钢优点是可加工性好，来源容易；但淬透性低、耐磨性一般、淬火变形大。因钢中含合金元素微量，耐回火性差，硬化层浅，因而承载能力有限。虽有较高的硬度和耐磨性，但小截面工件韧性不足，大截面工件有残存网状碳化物倾向。T10钢在淬火加热（通常达800℃）时不致于过热，淬火后钢中有过剩未溶碳化物，所以比T8钢具有更高的耐磨性，但淬火变形收缩明显。由于淬透性差，硬化层往往只有1.5～5mm；一般采用220～250℃回火时综合性能较佳。热处理时变形比较大，故只适宜制造小尺寸、形状简单、受轻载荷的模具。 T10钢的成分：
热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验 一、实验目的 1.论述T10钢球化退火和780℃淬火后的组织和硬度。 2.探索了改变原始组织和热处理工艺（淬火温度）对其的影响。 二、概述 T10钢是一种最常用的工模具钢，热处理后要求有高的硬度59—65HRC、强度、耐磨性及适当的韧性等；T10钢ACm为800℃，通常采用球化退火、Ac1+(30~50)℃淬火及170℃~200℃回火的传统热处理工艺。通常认为这可使钢获得具有最佳配合的强度和韧性。一些工厂的生产实践表明，T10钢制冷变形模具使用寿命较低，易出现壁裂、崩刃和折断等，以致过早报废。为此，我们探索改进T10钢的热处理工艺。 三、实验步骤 二实验过程 1.试验方法 试验用T10钢的成分见表1。选用粒状珠光体及片状珠光体两种原始组织，前者试样仅用780℃传统工艺淬火，而后者试样则用740、780、840、900℃四种淬火温度，随后进行机械性能检测试验。 表1 T10钢的化学成分
2.试样的热处理2.1预备热处理2.2.1正火 T10钢的A Cm 为800℃，正火温度约为A Cm +30~50℃，故取840℃。 用下列经验公式计算加热时间： aKD T 公式中T——加热时间，min； a——加热时间系数，min/mm，（碳钢取0.8~1.2 min·mm-1）； K——装炉修正系数； D——工件有效厚度，mm。 正火工艺参数见表2，工艺曲线见图1。 表2 正火工艺参数 温度 T/℃
图1 正火工艺曲线正火后组织图见图2 时间t/min 840℃550℃
图2 正火后组织（×400） 2.1.2球化退火 T10钢锻坯经10kw 箱式电炉等温球化退火，在770 ℃保温2 h ，再冷到680℃，保温4小时，出炉空冷。机械加工后的机械性能、淬透性及金相试样，一部分按传统工艺热处理，以作对比。球化退火工艺参数见表2。 球化退火工艺曲线见图3。 图3 球化退火工艺曲线 球化退火后组织如图4所示 时间t/min 770℃ 温度T/℃ 680℃
2015 45与T10钢热处理组织和性能比较研究 学生姓名： 所在院系： 所学专业：机械设计制造及其自动化 导师姓名： 完成时间：2015年4月10日 45钢与T10钢热处理组织和性能比较研究
摘要 为探讨热处理工艺对45钢及T10的影响，本文对45钢与T10做了退火，正火，淬火以及低温回火，中温回火，高温回火的热处理工艺处理,观察金相组织,测量布氏硬度，再对得到的数据进行系统详细的分析比较，结果表明再相同热处理下含碳量是影响45与T10在金相组织形成，硬度差异的主要因素。发现了随着含碳量的增加，钢的硬度、强度增加，塑性、韧性降低的结果。 关键词：热处理，金相组织，硬度，45，T10
45 steel T10 steel heat treatment and research organizations and Performance Comparison Abstract To explore the Heat Treatment on 45 Steel and T10, the paper made of 45 steel and T10 annealing, normalizing, quenching and tempering, tempering temperature, tempering the heat treatment process, observe the microstructure, measuring cloth hardness, and then the data is systematically detailed analysis and comparison results show that the carbon content and then heat-treated at the same affect with T10 45 formed in the microstructure, hardness difference of the main factors. Found that with increasing carbon content steel hardness, strength increases, lower ductility, toughness results. Keywords: heat treatment, microstructure, hardness, 45, T10
工具钢热处理工艺-组织- 性能的系统分析 （综合性实验） 一、实验目的 1. 掌握工具钢热处理中成分—工艺—组织—性能内在关系； 2. 通过实验，掌握材料的系统分析方法。 3. 了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。 二、实验原理 工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi 、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10是普通碳素工具钢，淬火-回火态组织为：回火马氏体+颗粒状碳化物渗碳体＋少量残余奥氏体。9CrSi 是低合金工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体+颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火—回火态组织为：回火马氏体+块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微 组织与性能的关系。 铸态的高速钢的显微组织黑色组织为S共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的：① 消除锻造应力，降低硬度便于切削加工；② 为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为860〜880C，加热时间为3〜4小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860〜880C加热3〜4小时，炉冷到700〜750C 等温4〜6小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）。 高速钢的淬火工艺的特点：主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在1270 T〜1290 E，淬火组织是由（60〜70%马氏体和（25〜30%）残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度9〜10 级。硬度63〜64HRC当淬火温度不足，在1240E〜1260E时，碳化物大部分未溶入奥氏体，
车刀设计及热处理工艺 西安工业大学北方信息工程学院 题目: 车刀材料类热处理工艺设计 院(系) 机电信息系专业金属材料班级 B070209 姓名张佳文学号 B07020928 指导老师刘健康王鑫 2010年11 月 23 日 摘要 车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性(红硬性)，即在高温下仍能保持足够硬度的性能。 [关键词] 切削耐磨高硬度红硬性 第 2 页共 14 页
目录 1(绪论 (4) 1.1 技术要求 (4) 1.2 工作条件及性能要求 (4) 1.3 失效形式及使用性能 (4) 2(实验方案及实验方法.....................................................................5 2.1 实验方案 (5) 2.1.1 碳素刃具钢 (5) 2.1.2 合金刃具钢 (5) 2.1.3 高速钢 (6) 2.1.4 高速钢衍变.....................................................................6 2.2 试验方法 (6) 2.2.1 球化退火 (7) 2.2.2 预热处理 (7) 2.2.3 淬火 (7) 2.2.4 回火..............................................................................7 3(结果与讨论 (7) 3.1 热处理前的组织分析 (8) 3.2 球化退火后的组织分析 (8) 3.3 淬火及回火后的组织分 (9) 3.4 导致缺陷组织的原因...............................................................11 4(结论....................................................................................... 11 致谢.............................................................................................14 参考文献 (14)
各类钢车刀热处理工艺 一、高速钢车刀的轧热淬火工艺 形状简单的高速钢车刀可利用轧制余热进行淬火，即轧热淬火，除了能保证刀具标准所要求的热硬性外，切削寿命也有较大的提高，还可以省去耗电量很大的盐浴炉淬火生产线，从而带来可观的经济效益。W6Mo5Cr4V2钢1220℃轧制（250mm轧机，50r/min），轧后趁热淬火，变形量增大时，硬度升高，30%形变时硬度最高能达67～68HRC，随形变增大硬度下降，50%～60%形变时，热硬性64HRC以上，从表1可以看出，不同热处理工艺参数对比，轧热淬火寿命最高。 表1 高速钢车刀切削寿命对比数据 二、消除W6Mo5Cr4V2钢制车刀萘状断口的热处理工艺 由于工作疏忽大意造成数百件断面尺寸为12mm×12mm的方形W6Mo5Cr4V2钢车刀产生萘状断口，是报废还是挽救？人们选择后者，采用二退二淬处理工艺，消除了萘状断口。 1）一退一淬。850～870℃×4～5h，炉冷至500℃出炉空冷（随锻件一起退火）。1225～1230℃×4min油淬，晶粒度为9～9.5级，550℃
×1h×3次回火后硬度为65.5～66HRC。 2）二退二淬。850～870℃×4～5h，炉冷至500℃出炉空冷，退火后硬度为220HBW。1220～1225℃×4min油淬，晶粒度为9～9.5级，550℃×1h×3次回火后硬度为65.5～66HRC。断口正常，呈细陶瓷状。 经消除萘状断口热处理的12方车刀做600℃×4h热硬性试验，硬度为62.5～62.7HRC，做切削试验仍达到一等品水平。 经试验证实，高速钢产生萘状断口可以通过锻造、多次重复退火或稳定化处理加以消除。 三、W4Mo3Cr4VSi钢制车刀的热处理工艺 W4Mo3Cr4VSi钢属低合金高速钢，是过热敏感性不强的钢种，晶粒度即使达到8级，也不一定过热。 W4Mo3Cr4VSi钢制车刀的预热仍按常规进行，先在500℃左右的井式炉中烘干水分，然后转到860～880℃盐浴炉中，预热时间为加热时间的两倍。1190～1200℃加热，晶粒度控制在8～8.5级。不容易变形的车刀采用分级冷却；易变形的车刀采用分级等温，即500℃分级冷却后，再在260～280℃的硝盐浴中等温1h。 对弯曲的车刀在回火前要进行冷矫直，采用夹直回火。断面尺寸为8mm×8mm以下的只允许过热1～2级，断面尺寸为8mm×8mm 以上的允许过热3～4级。直线度按规定验收，硬度≥64HRC为合格。 四、25.W18Cr4V钢制车刀的高频感应热处理新工艺 W18Cr4V钢制车刀一般在盐浴炉中加热淬火，但有的生产单位是
T10钢车刀热处理工艺分析 1、摘要 T10钢车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工中应用最广的刀具之一。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，韧性和抗氧化性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。 2、技术要求 高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，若没有足够的高的硬度是不能进行切削加工的。否则，在应力作用下，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要性，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。 在化学成分上，为了使工具钢尤其是刃具钢具有较高的硬度，通常都使其含有较高的的碳（W（C）=0.65%~1.55%），以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少防止工具损坏是有利的。大量的含碳质量分数又可提高耐磨性，碳素工具钢的理想淬火组织应该是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物，工具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状且分布均匀。 3、工作条件及性能要求 刃具在切削过程中，刀刃与工件表面金属相互作用，使切削产生变形与断裂，并从工件整体剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负载荷作用。由于切削层金属的变形及刃具与工件、切削的摩擦产生大量的摩擦热，均使刃具温度升高。切屑速度越快，则刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600℃左右。
1) 为了保证刃具的使用寿命，应要求有足够的耐磨性。高的耐磨性不仅决定于高硬度，同时也取决于钢的组织。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨能力。 2) 为保证刀刃能进入工件并防止卷刀，必须使刃具具有高于被切削材料的硬度(一般应在60HRC以上，加工软材料时可取45~55HRC)，故工具钢应是以高碳马氏体为基体组织。 用T10钢制造形状简单的车刀，基本工艺路线为：矿石→铸态组织→锻造→热处理1→机加工→（品质）热处理2（淬火+回火+表面热处理）→磨加工（磨削）。 T10碳素刃具钢参数 含碳量：W（C）=1%左右 工作温度：低于200℃ 性能：高硬度，成本低。 缺点：淬透性低，红硬性差，耐磨性不足。 热处理工艺：球化退火+淬火（水油双淬火）+低温回火（150℃~250℃） 过共析钢：不完全淬火+低温回火组织：马氏体+未溶碳化物 4、热处理1:球化退火 对于含碳量大于0.6%的各种工具钢，磨具钢，轴承钢，共析、过共析钢的锻轧件等为了改善其各类性能或提高最终热处理组织和性能，常常采用退火或球化退火工艺。球化退火是高碳钢预先热处理工艺，退火一般为炉内缓冷，为其淬火工艺中均匀奥氏体化提供组织准备。T10属于碳素工具钢，含碳量为1%左右。球化退火的作用是消除钢中网状碳化物，改善金相组织，（因为锻造后晶粒粗大，硬度较高。）提高塑性，韧性，降低钢的硬度，以利于切削加工，减少最终热处理时的变形开裂趋势，而且也为淬火做好组织上的准备。退火温度为Ac1~Acm 之间 ,必须严格控制退火加热温度。退火后的组织为体基体上分布着均匀的、细小的碳化物颗粒。 球化退火工艺图：
各类钢制车刀的热处理工艺 一、W2Mo9Cr4VCo8钢制车刀的热处理工艺 金属切削机床的种类很多，但在机械制造业中，车床要占全部切削机床的50%～60%。车刀不仅种类很多，而且工作条件各异，有重切削、断续切削、高速切削等许多作业条件，加上难切削材料增多，这就要求车刀必须具备很好的耐磨性和较高的热硬性。 一般情况下，由于W2Mo9Cr4VCo8钢太昂贵，主要用来制作高精度的复杂刀具，但也有些厂家用W2Mo9Cr4VCo8钢制作车刀。热处理工艺简介如下：采用盐浴热处理。预热840～860℃×24～30s/mm；1175～1185℃×12～15s/mm加热；淬火冷却介质为中性盐浴，分级冷却时间同高温加热时间；淬火晶粒度控制在9.5～10级；如果车刀细长易变形，还应进行等温处理；510～530℃×1h×3次回火，硬度可达68～69HRC。如此高的硬度，脆性比较大，从机床上掉下来就可能折断。我们追求高硬度，但不唯高硬度，故使回火温度高过二次硬化峰，采用560℃三次或四次（等温需四次）回火，可使硬度降至66.5～67.5HRC。 二、W6Mo5Cr4V2Co5钢制车刀的热处理工艺 旧标准GB/T 9943—1988《高速工具钢》规定，W6Mo5Cr4V2Co5钢中碳的质量分数为0.80%～0.90%，如果碳的质量分数为0.80%～0.86%，就很难使其制造的刀具硬度≥66HRC，失去了高性能高速钢的实际意义，Co的加入也就不能体现其优越性。现行标准GB/T 9943—2008《高速工具钢》参照国际先进标准，将W6Mo5Cr4V2Co5钢中碳的质量分数提到0.87%～0.95%，以确保W6Mo5Cr4V2Co5钢刀具的硬度、耐磨性及热硬性。W6Mo5Cr4V2Co5钢制车刀的热处理工艺如下：
T10刚的热处理 1、预备热处理(球化退火) 锻造后为了给后序的加工、最终热处理工序作好准备, 应消除锻件内的应力, 改善组织, 并使其具有合适的硬度和稳定细小的组织, 以利 于机械加工。因此锻件要在毛坏状态下进行预先热处理。T10A 碳素工 具钢, 一般采取球化退火, 使渗碳体成球状均匀分布, 若锻件沿晶界出 现网状碳化物时, 则先进行正火处理, 消除网状碳化物, 然后进行球化 退火。通常采用球化退火, 以获得铁素体机体上分布的细小均匀的粒状 碳化物组织。 表1 球化退火工艺参数 钢号加热等温 温度/℃时间/ h温度/℃时间/ h 空冷硬度 T10A 750~ 780 2~ 3 680~ 700 3~ 5 炉冷至500℃空冷 HB197 2、最终热处理（淬火+低温回火） 2.1、淬火 ( 1) 淬火温度 T10淬透性低。需要用水冷却, 容易产生变形和淬裂, 另 外碳素工具钢对过热敏感, 晶粒容易长大, 其淬火温度一般 是在碳化物与奥氏体共存的两相区内, 这是由于碳化物的存 在不仅可以阻止奥氏体的长大, 使碳素工具钢保持较小晶粒, 从而能在高硬度条件下保证具有一定的韧性; 而且剩余碳化 物的存在也有利于模具耐磨性的提高。为防止过热, 选取最 低的淬火加热温度( 760~ 780℃ ) , 是获得最好机械性能的 关键,为防止淬火开裂, 必须在淬火方法上实现均匀冷却。 ( 2) 加热、保温时间的确定 由于加热时间与模具的材质、工件大小有关。升温时间 因工件大小而异, 保温时间依材质而不同, 加热时间不可取 一定值, 加热时间的长短直接影响模具的组织性能。为保证 T10A 冷作模具基体奥氏体化, 碳化物溶解, 必须有一定保 温时间, 保温时间采用40~ 60 min。 2.2、回火 模具在淬火或电火花加工后应及时进行回火处理, 回火温度应根据模具的硬度性能要求选择不同的回火温度, 以获得不同强 度、韧性及硬度要求, T10 碳素工具钢在不同回火温度下的硬度如
1.拟用t10制造形状简单的车刀，工艺路线为： 锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工 （1）试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用； （2）指出最终热处理后的显微组织及大致硬度； （3）制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质） 答：（1）工艺路线为：锻造—退火—机加工—淬火后低温回火—磨加工。退火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；淬火及低温回火可获得高硬度和耐磨性以及去除内应力。（2）终热处理后的显微组织为回火马氏体，大致的硬度60hrc。 （3）t10车刀的淬火温度为780℃左右，冷却介质为水；回火温度为150℃～250℃。 2.选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性）： （1）某机床变速箱齿轮（模数m=4），要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢； （2）某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨（hrc 50-55），材料选用45钢； （3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用38CrMoala。 答：（1）下料→锻造→正火→粗加工→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品（2）下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品（3）下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品 3.某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（hrc>50），而心部具有良好的韧性（ak>40j），原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完，只剩15钢，拟用15钢代替。试说明： （1）原45钢各热处理工序的作用； （2）改用15钢后，应按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？ （3）改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺？答：（1）正火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；调质处理可获得高的综合机械性能和疲劳强度；局部表面淬火及低温回火可获得局部高硬度和耐磨性。 （2）不能。改用15钢后按原热处理工序会造成心部较软，表面硬，会造成表面脱落。（3）渗碳。
高速车刀的热处理工艺设计 摘要： 随着现代制造技术的发展，高速钢车刀在切削加工中被广泛使用。本文通过对高速钢车刀材料的化学成分、性能及使用工作条件的阐述?以及加工中对高速钢车刀材料的技术要求，经过严格的热处理工艺方法如;退火、?淬火、和多次高温回火才能满足其技术要求和使用性能。本文参照金属热处理以及众多的参考资料，对高速钢车刀的热处理工艺进行了一个小小的总结。 关键词：高速钢车刀热处理热处理工艺卡片 引言： 车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性，而高速钢，它是含有w、cy、v等合金元素较多的合金工具钢。能够很好作为高速切削的车刀的制作材料。通过资料查询，对高速钢车刀的热处理工艺进行制定。
1.任务与分析： 本次工艺设计是对高速车刀的热处理工艺设计。高速车刀的失效形式有很多：有的车刀刀刃处受压弯曲，有的车刀受强烈振动，冲击时崩落一块（即崩刀）。有的小型车刀整体折断等等。但这些情况毕竟比较少见，车刀较普遍的失效形式是磨损。所以说，高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。因此，设计一套合理的热处理方案，获得良好的性能，显得十分的重要.车刀是典型的高速切削工具之一，要求高的耐磨性、热硬性，热处理硬度在64HRC以上，通常以高硬度为好。 2.1.材料的选用 高速钢具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性。高速工具钢经过热处理后的使用硬度可以达到63HRC，在600℃左右的工作温度下仍保持较高的硬度，高速钢在650℃时，实际硬度仍高于50HRC，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。高速钢刀具的切削速度比碳素工具钢和低合金工具钢增加?1-3倍，而耐用性增加7-14倍，因此高速钢常被用于制造高效率切削工具。W2Mo8Cr4V2Co8（M42）高速钢是一种各项性能指数都很好的高性能高速钢，是一种综合性能较好的高性能高速钢。 根据服役条件，为满足车刀的高耐磨性、高热硬性德要求尤其是切削用量较大及切削难加工材料和切削长工件中间不得换到等情况，选择W2Mo8Cr4V2Co8（M42）高速钢是适宜的。