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深冷处理箱对钻头性能的影响

对于含有大量合金元素的钻头材料来说，其马氏体转变终了点(Mf点)在室温以下，常温淬火后，材料中存在着大量的残余奥氏体。采用深冷处理是降低残奥，转变马氏体的有效方法。经大量实践证明，钻头采用深冷处理后，不仅可降低残奥，还可显著提高耐磨性，提高使用寿命1~5倍。在此以W4Mo3Cr4VSi高速钢为例，验证其效果：

1　实验方法

刀具选用钻头，深冷处理箱对其进行深冷处理，用硬度计、金相显微镜、扫描电镜、天平等仪器，分别测量对比硬度、金相、组织和耐磨性能的变化。

钻头选用8mm、18.5mm两种规格，在数控铣床上，分别对1Cr17Mn6Ni5N不锈钢和Q235A钢上钻孔，切削参数为：进给量f=640mm/min，孔深为20mm，主轴转速为415r/min。

2　实验结果与分析

2.1　钻头硬度变化

同一把钻头深冷处理前、后切削部分的硬度见表1。从表1可看出，经过深冷处理后，钻头的硬度提高了0.5 ～ 0.9HRC。

2.2　钻头耐磨性变化

深冷处理后高速钢钻头的耐磨性，比未经深冷处理的高速钢钻头有显著提高，耐磨性提高2～4倍。

2.3　金相组织变化高速钢钻头显微组织中有马氏体、残余奥氏体和碳化物颗粒。深冷处理箱处理前，钻头材料的显微组织中黑色片状马氏体组织相对较少，白色残余奥氏体较多，并且分布不均匀。由于深冷处理温度达到-160℃，而在0～-80℃时，高速钢中的大部分残余奥氏体转变为马氏体，使得组织中的黑色针状马氏体增多，分布趋于均匀；高速钢在超低温下，淬火马氏体处于热力学不稳定状态，分解驱动力大，而在此温度下碳原子扩散迁移能力较弱，在马氏体基体上沉淀出细小的碳化物微粒，因此白色的碳化物颗粒增多，且组织分布更加均匀，

3　结论

1)实际切削实验表明，深冷处理过程在一定程度上提高了钻头的硬度和耐磨性。深冷处理后刀具的使用寿命比深冷处理前提高2 ～ 4倍。

2)在深冷处理过程中，W4Mo3Cr4VSi高速钢组织中的残余奥氏体向马氏体转变，并且在马氏体基体上沉淀出超细微的碳化物颗粒，从马氏体基体上沉淀出的碳化物具有高红硬性和强耐磨性，大大提高了高速钢的耐磨性，强化了高速钢基体。

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