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鉆頭深冷處理后組織性能的變化

文章出處:超能深冷箱 人氣: 發表時間:2017-11-15 21:58

鉆頭深冷處理后組織性能的變化
對于含有大量合金元素的鉆頭材料來說,其馬氏體轉變終了點(Mf點)在室溫以下,常溫淬火后,材料中存在著大量的殘余奧氏體。采用深冷處理是降低殘奧,轉變馬氏體的有效方法。經大量實踐證明,鉆頭采用深冷處理后,不僅可降低殘奧,還可顯著提高耐磨性,提高使用壽命1~5倍。
1、實驗結果與分析
(1)鉆頭硬度變化

同一把鉆頭深冷處理前、后切削部分的硬度見表1。從表1可看出,經過深冷處理后,鉆頭的硬度提高了0.5~0.9HRC。
 
 
(2)鉆頭耐磨性變化
兩種規格鉆頭鉆削實驗所得磨損曲線分別如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可知,深冷處理后高速鋼鉆頭的耐磨性,比未經深冷處理的高速鋼鉆頭有顯著提高,耐磨性提高2~4倍。
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(3)金相組織變化
深冷處理前、后的鉆頭材料顯微組織照片如圖4所示。
高速鋼鉆頭顯微組織中有馬氏體、殘余奧氏體和碳化物顆粒。從圖4a中可以看出,深冷處理前,鉆頭材料的顯微組織中黑色片狀馬氏體組織相對較少,白色殘余奧氏體較多,并且分布不均勻。由于深冷處理溫度達到-160℃,而在0~-80℃時,高速鋼中的大部分殘余奧氏體轉變為馬氏體,使得組織中的黑色針狀馬氏體增多,分布趨于均勻;高速鋼在超低溫下,淬火馬氏體處于熱力學不穩定狀態,分解驅動力大,而在此溫度下碳原子擴散遷移能力較弱,在馬氏體基體上沉淀出細小的碳化物微粒,因此白色的碳化物顆粒增多,且組織分布更加均勻,如圖4b所示。
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3結論
   1)實際切削實驗表明,深冷處理過程在一定程度上提高了鉆頭的硬度和耐磨性。深冷處理后刀具的使用壽命比深冷處理前提高2~4倍。
   2)在深冷處理過程中,W4Mo3Cr4VSi高速鋼組織中的殘余奧氏體向馬氏體轉變,并且在馬氏體基體上沉淀出超細微的碳化物顆粒,從馬氏體基體上沉淀出的碳化物具有高紅硬性和強耐磨性,大大提高了高速鋼的耐磨性,強化了高速鋼基體。

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