M42高速钢含有很高的碳量和大量的合金元素。在碳元素与合金元素的共同作用下使材料具有很高的硬度、红硬性、高耐磨性等特点，适于制作各种高精度复杂刀具。M42高速钢刀具传统的热处理工艺为1190～1210℃淬火，550℃回火，一般获得的硬度值在67～69HRC，但成品刀具在使用过程中常出现崩齿、磨损，影响加工产品表面质量。为提高M42高速钢刀具性能，选用国产材料和日本进口材料作为研究对象，对比两种材料在质量上的差异，并改进了热处理工艺。

试验材料选用国产及日本进口M42高速钢，其化学成分见表1，设计硬度为67～69HRC。将M42高速钢材料加工成Φ15mm×15mm的圆柱试样，并沿轴线在端面钻Φ3mm的孔。试样经BCM 100型中温盐炉850±10℃预热5～10min后，放入BCM75型高温盐炉中分别在1160、1170、1180、1190℃（日本钢）或1180、1190、1200℃（国产钢）下加热150s，之后放入高温硝盐中分级等温2～3min，随后空冷至室温。把经不同温度淬火下的试样分别在520、530、540、550、560、570、580℃下回火3次，第一次回火2h，后两次回火1h。采用Ha150型洛氏硬度计测量试样回火前后的硬度值。硬度测量方法是将试样两端面磨平后，在试样的一端不同区域测量不少于3次，取平均值作为该试样的硬度值。

表1  M42钢的化学成分（质量分数）%

结果表明：

（1）M42高速钢材料淬火态的硬度值不高，一般为63～65HRC，需要回火来提高硬度。但为了得到较好的韧性，淬火温度不宜过高，一般采用1180～1190℃进行加热。

（2）M42高速钢经520～530℃回火后，其硬度值完全能达到设计要求的67～69HRC，回火温度的提高会使其硬度值下降。

（3）回火冷速不同，国产M42钢试样的硬度值差别很大。冷却速度高的试件硬度很高，完全符合设计要求；冷却速度过慢会使硬度明显下降；而冷却不充分时，硬度值更低，不能满足设计的要求。因此，应严格控制M42产品回火后的冷却速度，以保证产品质量。

    根据实验结果，可以确定针对具体M42高速钢刀具的热处理工艺参数：采用1180～1190℃进行加热，加热时间按产品大小来确定，冷却采用分级淬火。采用520～530℃三次回火，并严格控制回火后的冷却速度，使每一次回火都能以较快的速度冷却到室温，使材料内部组织转变充分。