超薄刀具的热处理

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( ~$ y F4 x- I2 ? u$ ?" {- C% m- x* U' z 图1 , F8 O5 D/ h' D; S6 \! k$ L, f' ~/ Z, p 图2 0 前言 ) U" O+ k' q/ o" n 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： ; `1 F3 b; A/ M/ s( T 装炉： 7 D3 l/ H0 S/ U) G$ y: A 箱式炉—采用平放于炉底，且注意炉底是否平整 . a3 |* {0 b2 b 盐浴炉—将产品垂直吊挂在炉中 1 d4 d( D4 L) e, `1 D4 U 加热温度的选择： 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。 + |% V9 W( G2 U0 l9 ^ 淬火过程热校直： : A: o6 r3 t6 c" s6 o 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。 回火： 回火过程始终夹持在专用卡具中。 . e" ^; j1 J" W) A: w% M: v 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。 v9 ]: G$ d1 d& q3 D/ `5 |. _' G$ W: |9 A 图3 ' y2 b5 t( b2 S ]* {+ l/ v 图4 8 R0 I8 ^- i8 K( t5 A 图5 1 技术要求及热处理工艺 " o2 i2 l: c8 ^5 P; Z0 C$ s 技术要求： 材料：W9Mo3Co4V 规格：f240×6(mm) ' L# T/ ~0 L) ]" H. w 硬度：64～66HRC 平面度：≤0.4mm 设备： # u$ A# y* H9 ]7 ?* i " i9 U- F2 ], C2 D+ V; } 中温盐浴炉(800 ℃～900 ℃) 高温盐炉(1200 ℃～1290 ℃) 2-3-5 盐浴炉(550 ℃～650 ℃) 低温硝盐炉(280 ℃～290 ℃) 淬火卡具(见图4) ; G9 F" ^9 c& v1 t$ K7 C% X 回火筐(见图5) # x7 D! }' y) J( W 工艺路线： 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 工艺： ' a: s3 m! B* l9 N/ b4 z5 G( Q6 {# | / j5 p2 A( s+ F& ?. h% T 预热：850 ℃～900 ℃　　6 分钟 最后加热：1220 ℃　　3 分钟 冷却：580 ℃～620 ℃　　3 分钟 270 ℃～280 ℃　　120 分钟 回火：560 ℃　　60 分钟(三次) 2 减少畸变的措施 装卡： ' y$ }4 |% _3 g5 J% p 淬火—垂挂卡具上回火—装专用回筐 适当降低淬火温度： 3 M3 q2 o [3 b. R5 U% ^( z5 m 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。 采用等温淬火： 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) 。 3 b/ c' i0 b5 _7 T$ w9 h 淬火后采用热校直： 由于此时刀具组织为残余奥氏体，下贝氏体易于校直。 回火时采用专用筐： 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。 ! o3 e8 P. R3 i" v) M# Q" K" {$ f 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。