高速钢改锻工艺技术，一般人看不懂

高速钢属莱氏体钢，存在着严重的碳化物偏析等先天性毛病，常采用改锻措施，锻打成我们所需要各种*、模具毛坯。所以高速钢改锻目的主要有两点：降低碳化物不均匀度级别，使碳化物分布更加均匀，以满足热处理工艺需要；使材料的纤维方向合理分布以提高工具使用寿命。以下简介国内一些工具厂成熟的改锻工艺技术。

1.锻前准备工作
除了熟悉高速钢产品的锻造工艺规程和相关要求外，操作者应按工艺规定对照坯料的牌号和下料尺寸并核对数量；炉前工按图纸和操作要求准备好工夹具，并将砧面预热到250℃左右。

2.锻坯的预热
由于高速钢含有较多的合金元素，导热性比较差，实践证明，预热是防止锻裂的重要手段之一，应引起足够的重视。

预热可以在加热炉炉门口进行，循序渐进，预热时间按坯料的外径估算：≤60mm者0.4~0.7/mm，也有些单位不预热，直接进高温区快速加热；＞φ60~80min者0.5~1.0min/mm；＞φ80mm者0.6~1.2min/mm。预热温度一般为800~900℃。预热过程中应经常将坯料翻身和调换位置，以保证预热均匀。

3.锻造加热
压力加工zui适宜的加热温度，是要求在这个温度下高速钢有*的塑性，这个温度范围可根据热扭转试验来寻找确定。工具厂积累了多年的实践经验，视不同工况确定的加热温度和加热时间如表1和表2所示。
表1  高速钢锻坯加热温度
坯料外径/mm
牌号
加热温度/℃
反复镦粗
直接镦粗或拔长
≤80
W18Cr4V
1130~1180
1100~1150
W9Mo3Cr4V
1120~1160
1080~1120
W6Mo5Cr4V2
1080~1130
1060~1110
W6Mo5Cr4V2Co5
1060~1110
1050~1100
＞80~120
W18Cr4V
1150~1200
1130~1180
W9Mo3Cr4V
1140~1180
1100~1150
W6Mo5Cr4V2
1100~1150
1080~1130
W6Mo5Cr4V2Co5
1080~1120
1060~1120
表2  高速钢锻坯的加热时间
坯料外径/mm
 反复镦粗/（min/mm）
直接成形/（min/mm）
≤60
0.3~0.4
0.60~0.70
＞60~80
0.40~0.50
＞80~120
0.40~0.60
0.60~0.80
注：1、对于直接成形的锻件可不经预热，直接加热，加热速度应缓慢；
2、加热时间系*火而言，后几火加热时间可缩短1/3~1/2。
 
应用表1、表2的工艺参数，操作时必须将预热后的坯料依次送入高温区，要勤翻动、勤调头和及时地将其调整到*温度区域；并要保证坯料间有足够的间距，不可堆积加热。这样的操作方法能使每一件锻坯的实际加热时间相对接近，既不消费能源和金属烧损，又保证了加热质量。

煤气反射炉加热的坯料，操作时不可烧急火，不使火焰直接喷射到被加热的坯料上，经常用光学高温度或其他现代化的仪器校核被加热的坯料温度，以及使炉气略带还原性气氛，尽力减少氧化脱碳。

4.锻造
（1）镦粗
 无论是反复镦拔的镦粗还是直接成形的镦粗，均应关注：

1）镦粗时切忌镦歪  如发现镦斜时，应置上下两角于中心线位置（中心线垂直于砧面），倒角借正，否则由于镦歪将导致端面中心外移，致使碳化物不均匀性不合格，达不到改锻的目的。

2）‚镦粗不当而弯曲时，应立马敲平校直后再镦粗，因弯曲产生的折印会形成横向裂纹。

3）ƒ镦粗裂纹  业已查明反复镦拔的镦粗工序，是导致端部中心附近锻裂的主要原因。如果加热温度过低、加热时间不足以及停锻温度过低，就会产生比较整齐和光洁的裂纹。通常这种裂纹大多是在*次镦粗后的拔长开始时产生。

4）„在镦粗操作中，实施“铆镦”是减少镦粗应力、降低锻裂的重要手段，其操作方法如附图所示。对于直接成形的*，如果镦粗后高度小于直径，在镦粗过程中无法实行铆镦，为了减少其镦粗应力，可采用旋转锻件局部镦粗的方法。

（2）拔长
为保证在一定生产量的前提进行高速钢反复镦拔的安全生产，建议采用大的下砧面。
1）为了保证在反复镦拔的拔长工序中的锻件质量，砧面的圆角要适当增大（R≥10mm），因为小圆周在拔长时易产生锻印，扩大后有可能形成横向裂纹。
2）‚每一次拔长面*锤的进给量可略大一些（过小易飞溅伤人），但不得超过第二锤进给量的二倍。
3）ƒ*拔长面进给量，要求相对均匀一致。
4）„每拔长一面后，应顺着逆时针方向翻转90°，严禁无规则乱翻。
5）…拔长不当而歪斜时，可参照镦歪方法校正。
6）†如拔长达不到工序尺寸时，应将拔长的锤印敲击并敲平，方向进入镦粗工序。

（3）直接拔长成形的刀片，如割刀、键槽拉刀等，出坯时不要将宽度锻得过阔，防止在收阔时局部产生变形的叠印，导致纵向锻裂。

（4）反复镦拔的终锻温度  各种高速钢反复镦拔的终锻温度大约在950℃左右，zui后一火的平整温度可适当低些。

（5）反复镦拔中执行“二轻一重”的原则
1）始锻要轻击  因为锤击过重，打击能量在锻件内部因金属摩擦而转换成的热能，将使已经较高温度的坯料温度继续上升，从而导致锻件的过热甚至过烧。

2）‚终锻亦应轻击，否则在重击下锻裂在所难免。

3）ƒ中锻应重击  在反复的镦拔过程中，较适宜的重击温度区域，对W18钢为1050~950℃，对M2钢为1030~930℃。在实际操作中，当锻件温度下降到重击温度区时，及时施以重击；当锻件温度形变而上升时，再予以轻击。这样交替迫使温度逐渐下降，直到这一火完成镦拔次数并达到规定的反复终锻温度为止。这就是巧打猛击相结合、二轻一重的锻造原则。

5.锻后冷却
（1）利用锻件余热进行等温退火  形变热处理节能，值得推广，不过它要求具备一定的批量和配套的井式电阻炉。

（2）将锻件趁热置于600~650℃炉中保温，待改锻完毕后再随炉冷至200℃出炉空冷，再装箱保护退火，它适用于在锻工车间内无退火工序的场合。

（3）直接置于不通风的热砂或热灰（≥200℃）内冷却，它适用于缺乏退火实施的少量生产的工厂。

（4）直接置于干燥箱内堆冷  它适用于缺乏必要实施而具有一定产量的工厂。干燥箱可制成流动式，内铺硅酸铝保温材料并附有保温盖。由于在较短的时间内装满一箱锻件，依靠锻件余热起到缓冷的作用，然后再装箱*退火。
作者简介：赵步青，江苏阜宁县人，工程师，已发表论文及适用文章230多篇，出版热处理专著4部,协编图书两部。研究方向：工模具热处理工艺。海实成高速钢实业公司。