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    高速钢快速加热各种现象


    (1)高速钢刀片快速加热早在1923~1924年间,前苏联沃洛格金就开始研究高速钢刀具高频淬火,可惜没有成功[3]。没有成功的原因认为高速钢制工具必须完全被淬透,或者所得的高热硬性和高强度的淬硬层比较厚才行,同时也担心高频淬火碳化物溶解不良影响其他性能。但这是比较浮浅的感知,并没有将感应淬火深入研究下去。直至1952年才有所突破,格德别尔格等终于在尺寸为3~10mm的W18Cr4V(P18)刀片淬火成功,遗憾地是没有走向工业化生产,但足以说明,高速钢刀具是可以感应加热淬火的。
    (2)高速钢焊件的快速加热高速钢锥柄钻、立铣刀等杆状刀具,不论是闪光焊还是摩擦焊,都是快速加热的典范,在几秒钟内就能将钢件加热到1000℃以上。
    (3)高速钢锻件的快速加热笔者提倡φ60mm高速钢坯料直接入高温区加热[4],即冷料不经预热,直接入1150~1200℃区。投入生产多年,锻造质量稳定。
    (4)高速钢刀具淬火参量公式的运用在高速钢工具热处理时存在一个淬火参量公式即P=t(37+lgτ)[5]式中  P——淬火参量;t——淬火加热温度;τ——淬火加热时间。
    公式中的P代表了淬火加热温度和加热时间的综合作用。在淬火过程,无论淬火加热温度和加热时间怎样变化,只要两者作用的结果即淬火参量相同,那么奥氏体化的程度就应该是相当的。意思是说高温短时间(快速加热)和低温长时间,只要P相同,刀具淬火的质量就是一样的。
    (5)高速钢刀具炉内快速加热和半快速加热20世纪50年代末,在苏联热处理专家的帮助下,北京、天津、上海等地,曾推广热处理快速加热节能新技术,取得了不少成功经验,可惜留下的资料不多,笔者手上只有上海工具厂W18Cr4V钢制φ14mm锥柄钻、槽铣刀快速加热的资料[6]。报道说将W18Cr4V钢的淬火加热温度由常规的1270~1280℃提高到1300~1310℃,加热系数由原10~12s/mm缩短到5~6s/mm,刀具寿命不降反而略有提高。
    (6)激光、电子束等高能量密度对高速钢刀具表面改性近几年不断有报道激光等对高速钢表面改性的文章[7],指出高速钢完全可以实施快速加热。该技术方法是将高能量密度的等离子体高速作用在M42钢表面,使材料表面出现局部的快速升温和快速冷却,升温和冷却的速度可达到104~108K°/s,因此可在工件表面形成晶结构改性层,达到提高材料性能的目的。
    (7)高速钢快速加热由来已久高速钢问世100多年来,人们对其热处理工艺创新改革从来未停止过。前苏联曾有人狂言,对钢来说能够以任何速度加热。限于当时的条件,只局限在盐浴炉和高频加热,并且淬火件都是不能再简单的棒或片,不具备普遍性。高速钢锻造坯料的快速加热应用比较成功,大部分人认为:经过压力加工和退火后的高速钢材料,在改锻前的加热,其加热的速度是可以不受限制的[8]。当激光、电子束等新技术新工艺的出现,屡见有高速钢快速加热表面改性成果的报道,表明高速钢快速加热已进入实质性的应用阶段。

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