高速钢锻轧

高速钢的锻轧工艺高速钢的锻轧工艺流程是：坯料准备一加热一锻造一轧制一精整。

坯料准备高速钢钢锭和钢坯的外表面必须经过严格检查。表面缺陷用砂轮清除，但要防止由热应力所产生新的裂纹缺陷。

加热高速钢锭坯的中心容易过热和过烧，应严格控制加热温度的上限。由于导热性低，钢锭应低温装炉，冷锭装炉温度为600～650℃。预热段的升温速度为1min/mm。加热段温度为1130～1180℃，最高温度不许超过1200℃。加热时间大约为z=(0.3～0.4)B；式中z为加热时间，h；B为钢锭(钢坯)的直径或边长，cm。

锻造W18Cr4V钢开锻温度为1180℃，终锻温度钢锭为975～1000℃，钢坯为900～920℃。W6M05Cr4V2钢开锻温度为1100～1150℃，终锻温度钢锭为900～950℃，钢坯为900℃。在开锻和终锻时应轻击，在950～1050℃时应予以重击。锻造拔长时送进量应控制为(0.6～0.8)h；式中^为沿锤击方向坯料高度。锻造时应勤送进、勤翻料、勤倒棱，使坯料温度和变形分布尽可能保持均匀。在平砧上锻造容易出现裂纹，采用上平砧、下缺口砧锻造可以避免纵向开裂。应严格控制终锻温度，并保证有足够的变形量。

锻造一方面获得所需形状和尺寸的毛坯或锻件，另一方面是破碎钢中网状碳化物，并使碳化物呈均匀分布。锻造方法对钢中碳化物偏析有很大影响。锻造方法有：(1)不变向锻造。在锻造过程中坯料始终沿其轴线方向作伸长和缩短的变形。方法又可分为单向镦粗、单向拔长和顺纤维方向反复镦粗、拔长3种。第3种对改善碳化物偏析效果最好。

(2)变向锻造。在锻造过程中金属变形方向有时沿着坯料轴向、有时沿着径向反复交替进行。方法有单十字镦拔后顺纤维方向拔长、双十字镦拔后顺纤维方向拔长和多十字镦拔后顺纤维方向拔长。由于不断变换镦拔变形方向，各部分金属都得到充分变形，整个镦拔体积内碳化物偏析级别较一致；但操作复杂，对工人操作技术要求高，适用于中心部分性能要求高的锻件。

轧制开轧、终轧温度与锻造开锻、终锻温度一样。轧制采用变形均匀、变形量不大的孔型系统，如箱形孔型系统、椭圆一圆孔型系统和菱一方孔型系统。轧制中不准浇水冷却。

精整热加工后可用热锯剪切。直径超过80mm的钢坯必须随炉冷却，也可立即进行等温退火。小钢坯可在热灰箱或其他缓冷介质中冷却，取出温度一般不高于150℃。高速钢以退火状态交货。退火目的是消除内应力，降低硬度，便于切削加工和为淬火作好组织准备。退火温度一般为870～880℃，保温后以≤30℃/h冷到600℃出炉空冷。退火后的硬度，W18Cr4V钢为HB207～255。

纵向十字裂纹 在锻造拔长时容易出现。防止方法有：

(1)保证加热质量，不让坯料中心部分过热或未烧透；

(2)送进量控制在0.6～0.8倍坯料断面高度内；

(3)当对角线上有升温发亮时，应减轻锤击力量；

(4)严格检查原材料质量，中心疏松和碳化物级别应符合标准规定。

内部横向裂纹 当锻造拔长送进量l/h<0.5时，轴向产生拉应力，会引起横向裂纹。锻造时一定要控制送进量。

表面裂纹或龟裂 产生原因有：高速钢锻轧时，锻轧终了温度过低，塑性降低；锻轧后冷却过快；加热时局部过热或过烧；坯料表面未清理干净。严格控制加热温度、锻轧终了温度、锻轧后缓冷和表面清理干净，能防止这类缺陷。

萘状断口 锻轧终了温度过高(>1000℃)和最终变形量小引起的。在锻轧中必须保证最终变形有足够变形量，严格控制锻轧终了温度。

高速钢的化学成分及分类。

高速钢的化学成分的大致范围(质量%)如下：

高速钢按化学成分可分为3大类，即钨系、钨—钼系和钼系，其代表钢号相应为W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2(M2)和Mo8Cr4VW。前两类是使用最普遍的钢种。这3类钢按退火状态分类均属于莱氏体钢，按正火状态分类均属于马氏体钢。在这3类钢的成分基础上，为了提高红硬性而加入5%～12%Co的称含钴高速钢；为增加耐磨性还发展了高碳、高钒等高硬度的超硬高速钢。

高速钢的组织特性高速钢从液态冷却下来，有莱氏体共晶(其中碳化物称一次碳化物)和二次、三次碳化物析出。铸态组织有网状莱氏体共晶组成的晶壳，其熔化温度为1300℃左右。莱氏体共晶显著降低钢的力学性能，铸锭的强度远低于轧材和锻坯的强度，塑性和韧性几乎为零。铸态组织中的碳化物不均匀分布影响钢的热处理质量和刃具寿命。因此，高速钢钢锭都必须通过锻压、轧制等方式破碎其中的共晶碳化物，使之呈均匀分布，以改善钢的力学性能和热处理工艺性。

高速钢中碳化物的破碎程度和分布状况随变形程度(锻造比)和加工方式不同而不同。碳化物不均匀性称碳化物偏析，通常按规定的评级标准评定级别。碳化物的级别在最细小和铸态组织之间的范围内，从带状向网状过渡。碳化物偏析级别越高，钢的红硬性、耐磨性和力学性能越低、工具寿命越短，而且刀具淬火时容易发生裂纹和变形。刀具对碳化物级别有一定技术要求。

(1)塑性塑性指标之一试样断裂前的扭转数n比优质碳素结构钢和合金结构钢低很多，如在1000℃时高速钢扭转数比前者低80%，比后者低55%～75%。W18Cr4V钢最好塑性温度范围是900～1180℃。

(2)导热性。高速钢导热性只相当于低碳钢的1/3。

(3)变形抗力。高速钢具有很高的变形抗力，W18Cr4V钢与T7碳素工具钢相比，前者比后者高很多，且随温度降低差值增加。在1100℃时前者比后者高1倍，900℃时高3倍。

(4)加热特点。高速钢铸态组织存在低熔点偏析区，当加热温度过高时在偏析区易产生金属熔化，热加工下产生裂纹缺陷。

(5)脱碳倾向。高速钢特别是含钼的钢具有高的脱碳倾向。

(6)对应力敏感性。高速钢对热应力和其他应力都有很高的敏感性。当钢锭快速加热或热加工后在空气中冷却时，钢材表面易出现裂纹。

(7)宽展。高速钢的宽展比碳钢约大10%。

(8)变形特点。高速钢由于塑性低，对钢锭都采用锻造开坯(见合金钢锻造开坯)和轧制成材工艺。在锻造和轧制时应尽力避免产生大的拉应力，要采用一定形状砧子和孔型。高速钢钢锭的网状莱氏体只有在锻造和轧制中加以破碎，加工程度越大，碳化物偏析级别越低。完全消除网状莱氏体组织的锻造比应不小于12。

(1)用快锻液压机开坯、精锻机和小型连轧机成材。(见连锻连轧)此工艺生产效益高，相当于一般锻造设备的4～8倍；成材率高，比自由锻造提高5%～20%；可以进行半自动和全自动操作，节省劳动力。

(2)用粉末冶金工艺制取高速钢坯(见粉末冶金钢坯)。粉末高速钢坯基本上消除了碳化物偏析，具有碳化物十分细小、均匀分布的细晶组织，良好的力学性能，特别是具有高的韧性、热加工性能和切削性能。 2100433B

高速钢轧辊的应用是现代轧钢生产发展的重要组成部分，它对钢铁工业发展是继微合金化、控轧控冷技术之后又一重大变革。高速钢轧辊在日本已广泛应用于板材、型钢、棒线材等领域内的轧钢生产，不仅用于工作辊，也用于支撑辊。高速钢轧辊良好的耐磨性与它具有与传统轧辊明显不同的特点是分不开的。

把疏松多孔的烧结态钼棒(坯)加工成致密的具有一定强度的致密金属的变形过程，旋锻是两块锤模在环绕纵轴高速旋转的同时，在滑槽内作周期性的往复运动，对锻坯进行高速高频率的锻打。旋锻加工在工艺上兼有多向锻打和脉冲锻打的特点，锻件受三向压应力作用，比较适合钼这种低塑性高强度金属的开坯加工。Y型轧机每个机架上的3个轧辊轴向互成120。夹角．孔型由3个互成120。夹角的轧辊辊面围成，在轧制过程中轧辊从3个对称方向压缩轧件，下一道轧辊翻转180。，从另外3个方向对轧件进行压缩变形。在整个多机架的三辊轧制过程中，轧件受到的静水压力较大，对提高金属塑性极为有利。Y型三辊轧机根据辊面形状把孔型分为弧三角孔型和平三角孔型，其中弧三角孔型尤其适合钨钼材的开坯轧制。