工具钢的预先热处理
经过改锻和工具钢毛坯须重新进行球化退火处理。球化退火的目的是为了改善钢的切削加工工艺性能并为最终热处理提供良好的原始组织。
对于大量生产的工具，改善切削加工的工艺性能显得十分重要，所以在选择工具钢的预先热处理工艺时必须优先考虑的切削加工工艺性能。渗碳体呈均匀球体分布的球体状珠光体组织的切削加工工艺性能最好，而且它的淬火工艺性能及淬火后的性能也不错，因此在大规模生产中都力求获得均匀球状珠光体组织。
有些工厂的工具钢球化退火处理是在空气炉（包括燃料炉）内进行的，表面脱碳比较严重，在这种情况下，毛坯必须留有足够的加工余量，以保证将脱碳层完全去除。这种落后的生产方式造成很大的浪费。在保护气氛或氮基气氛保护下进行退火是当前技术发展的趋向。
球化退火的工艺规范可以根据热处理原理课程中所论述的规律进行正确理的选择。已列入各级标准的常用工具钢的球化退火规范都已定型，并可以很方便地从各种工艺手册中查到。
从热处理工艺学的观点看问题，由于炉温测量与控制不可避免存在偏差，放在炉内不同位置上和钢料的加热温度和透烧时间都不可能一致，再加上原材料的组织和成分的波动等因素的影响，不可能指望球化退火后的组织状态都符合最理想的状态，因此，研究原始组织对于工具钢的工艺性能以及原始组织与最终热处理的工艺与性能之间的关系具有重大的实际意义。
原始组织对加工工艺性能的影响
球化程度和球状碳化物的分布对硬度有影响，碳化物颗粒愈粗，硬度值愈低。等温退火碳化物比较细小，其尺寸和分布比较容易控制。连续冷却产生的碳化物的尺寸在一个比较宽的范围内变化，组织比较粗大。均匀球状珠光体硬度在185～207HB之间，具有最佳的切削加工工艺性能。细点状珠光体的硬度高达220～230HB，仍有可能接受的可加工性。布氏硬度过230HB的材料很难加工
预先球化处理对钢件被加工表面的质量也有明显的影响，获得均匀的球化珠光体组织时，被切削加工件表面质量最好。
退火组织对过共析工具钢淬火后的组织与性能的影响
在清除了网状碳化物的前提下，退火的工艺不同，珠光体的形貌也不相同，大致可分为细片状珠光体、片状珠光体、点状珠光体、细球状珠光体和粗球状珠光体。在国家标准GB/T 1255-2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》、GB 1298《碳素工具钢技术条件》、GB 1299《合金工具钢技术条件》中附有不同类型珠光体的标准金相图谱。研究退火状态的组织形貌对最终热处理后的组织性能的影响，对于认识工具钢的预先热处理与最终热处理之间的相互关系和正确掌握工具钢的热处理工艺都有重要的意义。
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