工具热处理技术与实践

前言

第1章　工具钢的选择与材料质量1

1.1　工具钢的种类与用途1

1.1.1　碳素工具钢1

1.1.2　合金工具钢2

1.1.3　高速钢3

1.2　对工具钢的性能要求7

1.2.1　对工具钢的基本性能要求7

1.2.2　对工具钢的工艺性能要求8

1.3　工具钢的选择10

1.3.1　工具钢选择的主要依据10

1.3.2　如何更好地选择工具钢11

1.3.3　国内专业工具厂工具钢使用情况12

1.4　工具钢的质量要求12

1.4.1　碳素工具钢的质量要求13

1.4.2　合金工具钢的质量要求13

1.4.3　高速钢的质量要求20

第2章　工具钢的热处理相变32

2.1　工具钢的相组成与相变点32

2.1.1　工具钢中的相32

2.1.2　工具钢的相组成34

2.1.3　工具钢的相变点35

2.2　工具钢加热时的相变38

2.2.1　工具钢加热时奥氏体的形成38

2.2.2　工具钢加热时碳化物的溶解42

2.2.3　工具钢加热时晶粒尺寸的变化45

2.2.4　各种热处理工艺加热温度比较46

2.3　工具钢冷却时的相变49

2.3.1　工具钢冷却时相变的类型和相变产物的形貌49

2.3.2　碳素工具钢与合金工具钢冷却时的相变53

2.3.3　高速钢冷却时的相变55

2.3.4　工具钢连续冷却时的相变57

2.4　工具钢回火的相变60

2.4.1　碳素工具钢与合金工具钢的回火相变60

2.4.2　高速钢回火的相变62

第3章　工具钢的热处理工艺67

3.1　碳素工具钢与合金工具钢的热处理工艺67

3.1.1　碳素工具钢与合金工具钢的退火67

3.1.2　碳素工具钢与合金工具钢的正火与调质72

3.1.3　碳素工具钢与合金工具钢的淬火76

3.1.4　碳素工具钢与合金工具钢的回火80

3.2　高铬工具钢的热处理工艺82

3.2.1　高铬工具钢的特点82

3.2.2　高铬工具钢的退火83

3.2.3　高铬工具钢的淬火84

3.2.4　高铬工具钢的回火86

3.2.5　高铬工具钢的冷处理87

3.3　高速钢的热处理工艺88

3.3.1　高速钢的预备热处理和退火88

3.3.2　高速钢的淬火92

3.3.3　高速钢的回火104

3.3.4　高速钢热处理工艺的改进108

3.3.5　粉末高速钢的热处理110

3.4　高速钢的深冷处理112

3.4.1　深冷处理的发展概况112

3.4.2　深冷处理的影响因素114

3.4.3　深冷处理的机理117

3.4.4　高速钢深冷处理存在的问题118

第4章　高速钢工具的表面强化120

4.1　蒸汽处理、氧氮共渗与硫氮共渗120

4.1.1　蒸汽处理120

4.1.2　氧氮共渗122

4.1.3　硫氮共渗123

4.2　QPQ技术123

4.2.1　QPQ技术及其在工具上的应用123

4.2.2　高速钢工具的QPQ处理124

4.2.3　QPQ技术在国内高速钢工具上的应用127

4.3　物理涂层129

4.3.1　物理涂层的基本原理129

4.3.2　物理涂层的种类130

4.3.3　涂层设备的类型131

4.3.4　涂层技术的现状和发展方向131

4.4　激光强化和离子注入132

4.4.1　激光强化132

4.4.2　离子注入133

4.5　超声波强化、磁场处理和电火花强化134

4.5.1　超声波强化134

4.5.2　磁场处理135

4.5.3　电火花强化135

第5章　工具热处理的生产实践136

5.1　典型切削工具的热处理136

5.1.1　锉刀、手用锯条和金属带锯的热处理136

5.1.2　螺纹刀具的热处理140

5.1.3　钻头、车刀、铣刀的热处理143

5.1.4　齿轮刀具的热处理150

5.1.5　拉刀的热处理153

5.1.6　焊接刀具的热处理157

5.2　工具热处理的金相组织检验158

5.2.1　碳素工具钢与合金工具钢淬火马氏体级别的检验158

5.2.2　高速钢淬火晶粒度的检验160

5.2.3　高速钢淬火过热程度的检验164

5.2.4　高速钢回火质量的检验167

5.3　工具热处理的组织缺陷170

5.3.1　碳素工具钢的退火脱碳170

5.3.2　碳素工具钢的退火石墨化171

5.3.3　碳素工具钢的退火网状碳化物171

5.3.4　碳素工具钢的淬火脱碳171

5.3.5　碳素工具钢淬火组织中含有大量托氏体172

5.3.6　碳素工具钢淬火过热172

5.3.7　合金工具钢的退火片状珠光体173

5.3.8　合金工具钢的淬火裂纹173

5.3.9　圆板牙的淬火开裂174

5.3.10　合金工具钢的淬火过烧174

5.3.11　高速钢淬火脱碳174

5.3.12　高速钢碳化物宽带引起的淬火裂纹175

5.3.13　高速钢齿轮铣刀淬火内孔裂纹175

5.3.14　高速钢淬火晶粒度不均匀175

5.3.15　高速钢淬火加热不足176

5.3.16　高速钢淬火过热177

5.3.17　碳化物堆积造成高速钢淬火过热177

5.3.18　高速钢淬火过烧178

5.3.19　高速钢严重淬火过烧178

5.3.20　高速钢工具淬火局部烧损178

5.3.21　高速钢淬火奈状断口179

第6章　高速钢的组织、性能与工具寿命181

6.1　高速钢中的碳化物181

6.1.1　高速钢中的碳化物类型与数量181

6.1.2　锻造和热处理对碳化物的影响185

6.1.3　碳化物对高速钢性能的影响186

6.2　高速钢的晶粒度191

6.2.1　高速钢晶粒度的评定191

6.2.2　高速钢晶粒度的影响因素192

6.2.3　高速钢晶粒度对工具寿命的影响195

6.3　高速钢的基体和残留奥氏体198

6.3.1　高速钢基体的合金元素浓度199

6.3.2　高速钢的平衡碳问题199

6.3.3　高速钢中的残留奥氏体201

6.4　高速钢的耐磨性、韧性和热硬性204

6.4.1　高速钢的硬度和耐磨性204

6.4.2　高速钢的强度和韧性208

6.4.3　高速钢的热硬性210

6.5　高速钢工具的寿命212

6.5.1　工具材料对工具寿命的影响213

6.5.2　热处理对工具寿命的影响214

6.5.3　表面状态和表面强化对工具寿命的影响216

6.5.4　工具质量稳定性对工具寿命的影响218

第7章　工具热处理的加热技术220

7.1　工具热处理加热技术的发展概况220

7.1.1　工具热处理加热方法的进展220

7.1.2　工具热处理表面防护方法的进展221

7.1.3　工具热处理加热设备的发展进程222

7.1.4　几种加热方法的比较226

7.2　工具热处理的盐浴加热技术228

7.2.1　盐浴加热技术的特点228

7.2.2　工具热处理用盐的基本成分229

7.2.3　防止盐浴脱碳的方法———校正剂与混合盐231

7.2.4　盐浴加热的脱碳及脱元素问题235

7.2.5　高温盐浴炉的温度控制242

7.3　工具热处理的真空加热技术244

7.3.1　工具真空热处理的优缺点244

7.3.2　高速钢真空热处理时的物理现象246

7.3.3　高速钢的真空油淬技术251

7.3.4　高速钢的真空气淬技术253

7.3.5　真空淬火炉的类型257

7.4　工具热处理的其他加热技术261

7.4.1　保护气氛炉261

7.4.2　流态粒子炉262

参考文献264

本书全面系统地介绍了工具热处理技术。其主要内容包括：工具钢的选择与材料质量，工具钢的热处理相变，工具钢的热处理工艺，高速钢工具的表面强化，工具热处理的生产实践，高速钢的组织、性能与工具寿命，工具热处理的加热技术。本书综合了作者长期从事工具热处理积累的技术经验和国内外先进实用的工具热处理技术资料，内容实用，图表丰富，操作性强。

热处理技术与装备收录情况

《热处理技术与装备》被中国知网与万方数据知识服务平台等数据库收录，是北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊（1992年第一版） 。

热处理技术与装备出版发行

据2020年6月6日中国知网显示，《热处理技术与装备》出版文献共4585篇 。

据2020年6月6日万方数据知识服务平台显示，《热处理技术与装备》文献量为2011篇，基金论文量为269篇 。

热处理技术与装备影响因子

据2020年6月6日中国知网显示，《热处理技术与装备》总被下载477396次、总被引11049次；（2019版）复合影响因子为0.632、（2019版）综合影响因子为0.518 。

据2020年6月6日万方数据知识服务平台显示，《热处理技术与装备》被引量为7692次、下载量为78329次；根据2017年中国期刊引证报告（扩刊版）数据显示，《热处理技术与装备》影响因子为0.31（机械制造工艺与设备刊均影响因子为0.42），在全部统计源期刊（6670种）中排名第4800名 。

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《热处理技术与装备》为中科双奖期刊 。

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《热处理技术与装备》的主要栏目有理论研究、工艺研究、材料研究、性能研究、失效分析、设备、模拟计算、表面技术和行业信息等 。

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《热处理技术与装备》的读者为热处理界的科研人员、工程技术人员、管理人员等热处理工作者 。

热处理技术与装备人员编制

截至2019年5月，《热处理技术与装备》第六届编委会共有高级顾问7人、编委46人；

截至2019年5月，《热处理技术与装备》第六届理事会共有常务理事10家、理事12家 。

热处理技术与装备编委会

参考资料

热处理技术与装备理事会

参考资料 2100433B