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M42高速鋼含有很高的碳量和大量的合金元素。在碳元素與合金元素的共同作用下使材料具有很高的硬度、紅硬性、高耐磨性等特點，適于制作各種高精度復雜刀具。M42高速鋼刀具傳統的熱處理工藝為1190～1210℃淬火，550℃回火，一般獲得的硬度值在67～69HRC，但成品刀具在使用過程中常出現崩齒、磨損，影響加工產品表面質量。為提高M42高速鋼刀具性能，選用國產材料和日本進口材料作為研究對象，對比兩種材料在質量上的差異，并改進了熱處理工藝。

試驗材料選用國產及日本進口M42高速鋼，其化學成分見表1，設計硬度為67～69HRC。將M42高速鋼材料加工成Φ15mm×15mm的圓柱試樣，并沿軸線在端面鉆Φ3mm的孔。試樣經BCM 100型中溫鹽爐850±10℃預熱5～10min后，放入BCM75型高溫鹽爐中分別在1160、1170、1180、1190℃（日本鋼）或1180、1190、1200℃（國產鋼）下加熱150s，之后放入高溫硝鹽中分級等溫2～3min，隨后空冷至室溫。把經不同溫度淬火下的試樣分別在520、530、540、550、560、570、580℃下回火3次，第一次回火2h，后兩次回火1h。采用Ha150型洛氏硬度計測量試樣回火前后的硬度值。硬度測量方法是將試樣兩端面磨平后，在試樣的一端不同區域測量不少于3次，取平均值作為該試樣的硬度值。

表1  M42鋼的化學成分（質量分數）%

結果表明：

（1）M42高速鋼材料淬火態的硬度值不高，一般為63～65HRC，需要回火來提高硬度。但為了得到較好的韌性，淬火溫度不宜過高，一般采用1180～1190℃進行加熱。

（2）M42高速鋼經520～530℃回火后，其硬度值完全能達到設計要求的67～69HRC，回火溫度的提高會使其硬度值下降。

（3）回火冷速不同，國產M42鋼試樣的硬度值差別很大。冷卻速度高的試件硬度很高，完全符合設計要求；冷卻速度過慢會使硬度明顯下降；而冷卻不充分時，硬度值更低，不能滿足設計的要求。因此，應嚴格控制M42產品回火后的冷卻速度，以保證產品質量。

    根據實驗結果，可以確定針對具體M42高速鋼刀具的熱處理工藝參數：采用1180～1190℃進行加熱，加熱時間按產品大小來確定，冷卻采用分級淬火。采用520～530℃三次回火，并嚴格控制回火后的冷卻速度，使每一次回火都能以較快的速度冷卻到室溫，使材料內部組織轉變充分。