本文是对Φ8的成品高速钢W6Mo5Cr4V2(M2)钻头进行深冷及QPQ复合处理的研究。首先第一章对高速钢的发展简史做了简要介绍,针对我国目前高速钢发展中存在的问题提出了本实验的研究目的及意义,并对QPQ和深冷技术的发展做了简要概述。在二、三两章首先从相图入手介绍了渗氮的基本原理,并从热力学、动力学和微观机制等方面详述了渗氮层的形成过程并对渗氮介质中的化学反应和深冷处理的机理做了比较详细的阐述。通过这些原理的介绍以确立用深冷及QPQ工艺对高速钢W6Mo5Cr4V2钻头进行复合处理来提高钻头切削寿命的可行性。然后对复合处理中应该注意的应力分布及工序搭配问题提出了自己的看法并拟定了具体的实验方法。在第四章通过对氮化时间、深冷时间、氮化温度这些工艺参数的调整和深冷、氮化、回火等工序的组合使钻头的切削寿命得到大幅度提高,并用光学金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析、X射线衍射及显微硬度等分析方法对钻头渗层和基体的变化进行分析。实验结果表明:(1)在550-560℃,32%的CNO-浓度下,QPQ工艺的最佳氮化时间为15min。(2)本实验拟订的工序搭配中最优化的工艺顺序为:“深冷+长时间自然时效后回火+氮化”和“氮化+深冷+长时间自然时效后回火”。这两种工序搭配都能有效提高高速钢成品钻头的钻削寿命。(3)本实验中性能最好的钻头其渗层深度为20-23μm,深冷处理可以提高活性氮原子在渗层中的扩散速率。(4)经过QPQ处理以后钻头的表面硬度高达1050-1330Hv,比基体硬度至少提高了300Hv,这是耐磨性改善的主要原因。(5)经过深冷后的样品平均硬度比未经过深冷的样品要高1.2HRC左右,而且组织的均匀性得到改善从而提高了硬度的均匀性。(6)经过淬火和三次回火后残余奥氏体到马氏体的转变已比较完全,其中碳化物的过饱和度也大大降低,再析出碳化物的能力已很有限。由于残余奥氏体到马氏体的转变甚微,故也不会引起太大的内应力,不会对表面渗氮层的应力造成太大影响。在第五章中针对实验中存在的问题进行了讨论,并对进一步的研究工作提出了自己的看法。