切削难加工材料一般选用昂贵的钴高速钢刀具或用超硬刀具材料,CW9Mo3Cr4VN是我国20世纪90年代初研制成功的无钴超硬型高速钢。它是在W9Mo3Cr4V钢成分的基础上将 w (C)提高0.1%,同时添加N,使 w (N)=0.05%~0.08%,加入N和提高C含量,有利于提高车刀的硬度、耐磨性和热硬性,改善了切削性能,降低了成本。CW9Mo3Cr4VN钢制车刀使用寿命和含钴高速钢车刀基本相当。应用CW9Mo3Cr4VN制作车刀,符合我国资源特点,有战略意义。
(1)化学成分 CW9Mo3Cr4VN钢化学成分见表2-9。
(2)车刀技术条件 车刀技术要求高硬度、高耐磨性和高的热硬性。淬火回火后硬度≥65HRC,回火程度≤2级,过热≤4级(厚度≤8mm时,过热≤2级),热处理后变形(直线度误差)≤0.20mm。
表2-9 CW9Mo3Cr4VN钢化学成分(质量分数) (%)
(3)热处理工艺 500~550℃×48s/mm+850~870℃×24s/mm两次盐浴预热,1220~1230℃×12s/mm盐浴加热,480~560℃×12s/mm分级冷却后在240~280℃的硝盐浴中等温30min。该工艺降低了组织应力,减少了变形,避免了开裂,又获得一定数量的强韧性好的下贝氏体组织。组织中约有25%~30%(体积分数)的残留奥氏体,为了使残留奥氏体转变,淬火后冷至室温清洗干净后置于-60℃×1h干冰乙醇中冷处理,使淬火继续进行,硬度提高2~3HRC,大约能使10%~15%(体积分数)的残留奥氏体转变成马氏体。工件从冷处理出炉后使其温度回升到室温,先经320~350℃空气炉预热,然后再进行550℃×1h×4次回火,回火后硬度为66~67HRC。
取14mm×14mm×150mm大小的W10Mo4Cr4V3Al(硬度为67~69HRC)、W18Cr4V(硬度为65~66HRC)、W9Mo3Cr4V(硬度为65~66HRC)及CW9Mo3Cr4VN(硬度为66~67HRC)各三支同规格车刀切削试验对比,车削45钢调质件,均车4000mm长,磨损量分别为0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.40mm。