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超薄刀具的热处理

时间:2011-05-25 12:18:42 来源:未知

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:
  1. 装炉:
    箱式炉—采用平放于炉底,且注意炉底是否平整
    盐浴炉—将产品垂直吊挂在炉中
  2. 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。
  3. 淬火过程热校直:
    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。
  4. 回火:
    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

图4

图5

1 技术要求及热处理工艺

  1. 技术要求:
    • 材料:W9Mo3Co4V
    • 规格:f240×6(mm)
    • 硬度:64~66HRC
    • 平面度:≤0.4mm
  2. 设备:
    • 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)
    • 回火筐(见图5)
  3. 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
  4. 工艺:
    1. 预热:850 ℃~900 ℃  6 分钟
    2. 最后加热:1220 ℃  3 分钟
    3. 冷却:580 ℃~620 ℃  3 分钟
      270 ℃~280 ℃  120 分钟
    4. 回火:560 ℃  60 分钟(三次)

2 减少畸变的措施

  1. 装卡:
    淬火—垂挂卡具上回火—装专用回筐
  2. 适当降低淬火温度:
    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。
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  3. 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) 。
  4. 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。
  5. 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。

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。