前言
超薄件一般是指厚度比小于1/20的工件。超薄刀具在刀具熱處理行業中是一種很難加工的產品。但做為全國復雜刀具生產大型定點廠家,我們在生產過程中卻經常遇到這種超薄刀具。根據以往經驗,在通常情況下超薄刀具熱處理工藝操作如下:
1. 裝爐:
箱式爐—采用平放于爐底,且注意爐底是否平整
鹽浴爐—將產品垂直吊掛在爐中
2. 加熱溫度的選擇:適當提高淬火溫度,以增加淬火后殘余奧氏體含量。由于奧氏體的比體積較馬氏體組織小,可部分抵消由于組織轉變所引起的淬火畸變;同時奧氏體的塑性好有利于淬火后熱校直。
3. 淬火過程熱校直:利用冷卻過程的“相變超塑性”直接進行校直,且使用專用卡具在每片產品間加入墊片,加壓夾持。如圖1、圖2 所示為密齒鋸片簡圖及所使用的卡具。
. 回火:回火過程始終夾持在專用卡具中。
使用該熱處理工藝我們曾經大量生產過密齒鋸片等超薄刀具,但經常出現碎裂現象。這就給生產造成不少損失。
隨著各行業生產的發展,企業間的競爭加強,不僅刀具產量加大,刀具內在質量的提高、成本的降低以及刀具復雜度都上升到一個新高度。超薄刀具也是這樣,其中,葉根銑刀就是一個極具代表性的個例。它不僅是一種超薄件,而且其有效尺寸變化極多,刀具精度也很高,這都增加了產品的熱處理難度。其外觀示意簡圖(見圖3) 。由于其形狀復雜,如按以往經驗生產,除所需卡具制作難度大外,其產品批次少,造成卡具使用率低,也使卡具成本提高。同時,由于該產品加工難度大,如出現碎裂勢也會造成刀具成本加大。為此,我們依據熱處理原理,根據以往工作經驗大膽制定了新的工藝方案。
1 技術要求及熱處理工藝
1) 技術要求:
材料:W9Mo3Co4V
規格:φ240×6(mm)
硬度:64~66HRC
平面度:≤0.4mm
2) 設備:
中溫鹽浴爐(800 ℃~900 ℃)
高溫鹽爐(1200 ℃~1290 ℃)
2-3-5 鹽浴爐(550 ℃~650 ℃)
低溫硝鹽爐(280 ℃~290 ℃)
淬火卡具(見圖4)
回火筐(見圖5)
3) 工藝路線:
裝卡—中溫預熱—高溫加熱—2-3-5分級—低溫硝鹽—熱清洗—校直—裝筐回火(三次) —清洗—校直—防銹處理—檢查
4) 工藝:
預熱:850 ℃~900 ℃6 分鐘
最后加熱:1220 ℃3 分鐘
冷卻:580 ℃~620 ℃3 分鐘
270 ℃~280 ℃120 分鐘
回火:560 ℃60 分鐘(三次)
2 減少畸變的措施
1) 裝卡: 淬火—垂掛卡具上回火—裝專用回筐
2) 適當降低淬火溫度:選擇在W9Mo3Cr4V鋼正常淬火溫度下還低5 ℃,主要是為了降低碳在奧氏體中的溶解度,以降低奧氏體的晶粒尺寸。這樣的效果: ①減小了奧氏體向其他組織轉變時產生裂紋的可能性。②降低組織轉變時體積比③組織轉速度有所提高④使貝氏體轉變開始點溫度升高,從而增大貝氏體的轉變量。
3) 采用等溫淬火:其轉變產物為——下貝氏體(30%)+殘余奧氏體+剩余碳化物從而減小變形量,同時也易于校直(殘余奧氏體和下貝氏體韌性都較好) 。
4) 淬火后采用熱校直:由于此時刀具組織為殘余奧氏體,下貝氏體易于校直。
5) 回火時采用專用筐:其有利于①刀具自重減小變形②筐外架保護刀具,減小與其它產品碰撞。
3 小結
采用上述工藝操作后,此次葉根銑刀的熱處理工序達到工藝要求。后經數次刀具生產實驗,例:規格——φ240×8(mm)錯齒三面刃銑刀的熱處理,其效果亦良好。即本工藝針對小批量超薄刀具效果良好。