(1)鋼結(jié)硬質(zhì)合金的熱加工鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有可鍛性,經(jīng)過鍛造成形,可提高合金的密度、改善硬質(zhì)相的分布、減少碳化物偏析,并使材料成形。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金的可鍛性,取決于硬質(zhì)相和鋼基體的比例和鋼基體的可塑性。中低合金鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金具有良好的可鍛性,鍛前要對原材料進(jìn)行檢驗,去除有孔洞、鼓泡、裂紋、分層、欠燒、嚴(yán)重滲碳、合金流散等粉末冶金生產(chǎn)中常見缺陷的坯料。由于鋼結(jié)硬質(zhì)合金導(dǎo)熱性比較差,加熱應(yīng)緩慢、均勻,預(yù)熱要充分,要防止氧化、脫碳。始鍛溫度可以適當(dāng)提高,以增加模坯的塑性。始鍛溫度一般在1150~1200℃。在第一、第二次鍛打時,力求輕拍快打,每次鍛打變形量控制在5%左右。改形鍛打時變形量可適當(dāng)增加到10%~15%。終鍛溫度應(yīng)控制在900~950℃。鍛打時模坯冷到終鍛溫度時,應(yīng)及時停止鍛打,重新回爐加熱后繼續(xù)鍛打,鍛后必須緩冷。始鍛溫度過高、終鍛溫度過低、變形量過大、加熱速度太快等原因可使硬質(zhì)合金鍛件出現(xiàn)表面裂紋、中心裂紋、軸向裂紋和角裂等缺陷。
(2)預(yù)備熱處理為了降低硬度,改善機(jī)械加工性能,并為后續(xù)工序和淬火、回火強(qiáng)化及其他后續(xù)工序提供有利條件,鋼結(jié)硬質(zhì)合金出廠前和鍛造成毛坯后都需要進(jìn)行球化退火,方可進(jìn)行機(jī)械加工。鋼結(jié)硬質(zhì)合金退火一般應(yīng)在真空爐或有保護(hù)氣氛的熱處理爐內(nèi)進(jìn)行,以防止氧化、脫碳,在箱式爐內(nèi)進(jìn)行時應(yīng)采用裝箱保護(hù),保證填充良好的保護(hù)劑。退火工藝為:緩慢加熱到850~890℃,保溫約4h,爐冷到730℃左右,保溫6h,再爐冷至500℃以下可出爐空冷。退火后的組織為硬質(zhì)相+點(diǎn)狀珠光體+合金碳化物,退火后硬度約為40HRC。
(3)淬火及回火鋼結(jié)硬質(zhì)合金的淬火工藝主要取決于粘結(jié)相和硬質(zhì)相的組成特點(diǎn)和模具要求來制定。鋼結(jié)硬質(zhì)合金淬火加熱必須經(jīng)過預(yù)熱,小型模具采用一段預(yù)熱法,較大工件要采取二段預(yù)熱法。鋼結(jié)硬質(zhì)合金過熱傾向比合金工具鋼要小,淬火加熱溫度范圍寬。尤其是在制造冷作模具零件時,通過高溫和充分保溫可以使合金元素和碳化物充分溶解于奧氏體,提高淬火馬氏體合金化程度,增加耐回火性。WC型鋼結(jié)硬質(zhì)合金淬火溫度為1020~1050℃,TiC型淬火溫度為950~1000℃,G型淬火溫度為1200~1280℃。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金在鹽浴爐中加熱保溫時間可按0.5~ 1min/mm選取,箱式爐則加倍,并預(yù)防氧化、脫碳。淬火冷卻時一般采用熱油或分級淬火,在形狀復(fù)雜或截面尺寸變化較大模具淬火時,宜采用等溫淬火,盡量避免開裂和減少變形。
淬火后應(yīng)盡快回火,回火溫度取180~ 200℃,保溫時間1.0~1.5h;當(dāng)要求較高韌性時,可采用500~ 550℃高溫回火,應(yīng)避免250~350℃回火脆性區(qū)。WC型鋼結(jié)硬質(zhì)合金在450~ 550℃回火時會產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。在高溫回火時有大量碳化物析出并發(fā)生連接現(xiàn)象,而使沖擊韌度降低,故切忌采用過高的回火溫度。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)退火軟化后,可進(jìn)行車、銑、刨、鉆、鉸、攻螺紋等機(jī)械加工。加工時宜采用低轉(zhuǎn)速、大背吃刀量和中等的進(jìn)給速度,不宜采用冷卻潤滑液,以免因冷卻過激引起硬化甚至開裂。在淬火前應(yīng)將模具加工至最終尺寸或留有極少的余量,盡量在淬火后不再磨削或稍微研磨即可。