超薄刀具的热处理

HEATS · 发表于 2010-9-12 14:27:58

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图1

图2

0 前言

超薄件一般是指厚度比小于1/20的工件。超薄刀具在刀具热处理行业中是一种很难加工的产品。但做为全国复杂刀具生产大型定点厂家，我们在生产过程中却经常遇到这种超薄刀具。根据以往经验，在通常情况下超薄刀具热处理工艺操作如下：

装炉： 9 [2 Y! v' x/ B! w/ [ {* S4 ~2 f! ?
箱式炉—采用平放于炉底，且注意炉底是否平整 & r( b$ s+ `' o, m# F: G" F
盐浴炉—将产品垂直吊挂在炉中
& h* t2 |( ?% i0 H
加热温度的选择： 1 d6 J1 m* X) k
适当提高淬火温度，以增加淬火后残余奥氏体含量。由于奥氏体的比体积较马氏体组织小，可部分抵消由于组织转变所引起的淬火畸变；同时奥氏体的塑性好有利于淬火后热校直。
2 U& L# M/ n/ A) V/ V& K+ e
淬火过程热校直： " _: Q" a1 `2 H, f
利用冷却过程的“相变超塑性”直接进行校直，且使用专用卡具在每片产品间加入垫片，加压夹持。如图1、图2 所示为密齿锯片简图及所使用的卡具。
# o& z7 a# C' ~+ v
回火： , F$ t- V' G" H" Z6 \
回火过程始终夹持在专用卡具中。

使用该热处理工艺我们曾经大量生产过密齿锯片等超薄刀具，但经常出现碎裂现象。这就给生产造成不少损失。

随着各行业生产的发展，企业间的竞争加强，不仅刀具产量加大，刀具内在质量的提高、成本的降低以及刀具复杂度都上升到一个新高度。超薄刀具也是这样，其中，叶根铣刀就是一个极具代表性的个例。它不仅是一种超薄件，而且其有效尺寸变化极多，刀具精度也很高，这都增加了产品的热处理难度。其外观示意简图(见图3) 。由于其形状复杂，如按以往经验生产，除所需卡具制作难度大外，其产品批次少，造成卡具使用率低，也使卡具成本提高。同时，由于该产品加工难度大，如出现碎裂势也会造成刀具成本加大。为此，我们依据热处理原理，根据以往工作经验大胆制定了新的工艺方案。

图3 6 I" h$ [8 v3 Z, c
图4 / _" b- g1 S5 \|+ E: i9 C% Q	图5

1 技术要求及热处理工艺

& H) E9 l9 a# b

技术要求： ! s" R8 G$ s4 G) V1 @$ c% o" B
- 材料：W9Mo3Co4V 8 R; i# E; H6 Z1 j+ @* e
- 规格：f240×6(mm) . ?$ [6 d% X# ]% P: w. \8 ^2 ?2 m
- 硬度：64～66HRC . z1 x- @8 `8 H8 ?* Y
- 平面度：≤0.4mm
. C; B( l/ H2 W) R: o* E, W
设备： 3 C: k& i5 ^( c. z* }+ x* N' }
- 中温盐浴炉(800 ℃～900 ℃) / d T6 i; d3 r/ F$ g/ n& N, y
- 高温盐炉(1200 ℃～1290 ℃) 1 J* T2 A' X& I2 |
- 2-3-5 盐浴炉(550 ℃～650 ℃) 1 b2 h ~/ X, O' g, k/ T/ K, \' D
- 低温硝盐炉(280 ℃～290 ℃) % b; [! o: u. S6 l
- 淬火卡具(见图4) ' m/ t* h& A! f. E
- 回火筐(见图5)
( t" _' I7 H, b- y) `1 t
工艺路线： 7 n! \- b# \' r
装卡—中温预热—高温加热—2-3-5分级—低温硝盐—热清洗—校直—装筐回火(三次) —清洗—校直—防锈处理—检查
7 o) a; ^) i; ?8 {6 [
工艺： 7 T: f6 t6 D- e1 ^4 n
1. 预热：850 ℃～900 ℃　　6 分钟 & R: _% w3 o. L/ [6 q/ o" ]4 K# ]- j
2. 最后加热：1220 ℃　　3 分钟 3 U% _1 w3 \. ]. H, p) ^5 y2 K
3. 冷却：580 ℃～620 ℃　　3 分钟
  270 ℃～280 ℃　　120 分钟 4 b1 E, i% F0 d
4. 回火：560 ℃　　60 分钟(三次)

2 减少畸变的措施

2 W: ^9 z* F. }3 L s" \9 x9 a5 k

装卡： / q: n6 M! g; Q- Z+ n: o
淬火—垂挂卡具上回火—装专用回筐
' C. r% o6 y, }6 ]3 {9 D( a5 ~
适当降低淬火温度： ( L+ ]. J! c' z9 {, w+ {
选择在W9Mo3Cr4V钢正常淬火温度下还低5 ℃，主要是为了降低碳在奥氏体中的溶解度，以降低奥氏体的晶粒尺寸。这样的效果： ①减小了奥氏体向其他组织转变时产生裂纹的可能性。②降低组织转变时体积比③组织转速度有所提高④使贝氏体转变开始点温度升高，从而增大贝氏体的转变量。
; V) N% s! X# G1 v5 ^; F2 q
采用等温淬火： B4 x1 d# k1 W9 ?, M% s
其转变产物为——下贝氏体(30%)+残余奥氏体+剩余碳化物从而减小变形量，同时也易于校直(残余奥氏体和下贝氏体韧性都较好) 。
1 k4 ]5 V+ ~2 m% a! o
淬火后采用热校直： ( H/ ~; @% B0 y" e6 z1 \" |% e, T
由于此时刀具组织为残余奥氏体，下贝氏体易于校直。
/ p4 X1 j4 L" s/ z5 c) ~4 C
回火时采用专用筐： . h/ T: I& Z' Z
其有利于①刀具自重减小变形②筐外架保护刀具，减小与其它产品碰撞。

3 小结

采用上述工艺操作后，此次叶根铣刀的热处理工序达到工艺要求。后经数次刀具生产实验，例：规格——f240×8(mm)错齿三面刃铣刀的热处理，其效果亦良好。即本工艺针对小批量超薄刀具效果良好。

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