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高速钢制高精度圆刀片热处理工艺

发表时间:2022-5-24  浏览次数:378  
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为满足国际刀具市场的需要,南京冶金机械刀片厂开发了HSS钢制大圆刀,外径200∼400mm、厚度5∼10mm、内孔145∼254mm;要求硬度62.5∼64HRC;平面度、平行度≤0.002mm、直角度≤0.005mm。φ310mm×5mm×180mm。此刀很少单片使用,大多成组使用,如某数控机床上一组装30片同时切削,所以精度要求非常高,国内一般厂望而却步,不敢接单,我们迎难而上,攻克一个又一个难关,现已投入批量生产。现将圆刀片盐浴淬火工艺简介如下,不妥之处,请批评指正。

1.锻后退火

一批刀片材料一定要同炉号,以保证热处理工艺的一致性、稳定性。锻后应及时退火,工艺为(850∼860℃)×(3∼3.5h),炉冷至750℃等温:(730∼740℃)×(3∼4h),炉冷至500℃出炉空冷,不要打开箱盖,待工件冷到300℃以下再打开箱盖缓冷。退火后硬度≤255HBW。应严格退火工艺,防止氧化脱碳及碳化物稳定化等问题的产生,如果退火质量不好,不仅会影响热处理质量,还会波及企业声誉。

2.盐浴淬火工艺

(1)铁丝拴扎

说起来挺简单,但很有学问,用5∼6股22号细铁丝绑扎,切不可用粗铁丝。应为细铁丝塑性好,在高温加热下它紧贴刀片表面,在加热及随后的进出炉时,刀片不会摆动,是面接触,而单根粗铁丝跟刀片是点接触,圆刀在提起放下过程中,肯定会晃动,加大变形。虽不能说细节决定成败,但此举确实管用。

(2)去应力

在井式炉中进行,工艺为:(450∼500℃)×4h。

(3)预热

以下均以φ310mm×5mm×180mm(内孔)为例。预热工艺为900℃×6min40s,每串挂3片,炉中放两串,中温盐浴的配方(质量分数):70%BaCl2+30%NaCl。

(4)加热

高温盐浴为100% BaCl2,加热温度为1195∼1200℃,加热时间为3min20s,炉内放一串。

(5)冷却

先在500∼560℃的中性盐中分级,然后再到240∼280℃的硝盐中作第二次分级。中性盐浴的配方为:50%CaCl2+30%BaCl2+20%NaCl;等温硝盐的配方为:50%KNO3+50%NaNO2,炉前金相控制在11∼10级,碳化物溶解一般即可。M2钢制圆刀淬火金相如图2所示,淬火后硬度64∼64.5HRC。

(6)压平

待工件冷到240∼280℃时出炉,立即剪去铁丝,去除盐渍,上液压机压平。

(7)清洗

将冷到室温的刀片,从液压机上取下放到热水中洗干净,并用冷水进一步冲洗后烘干。

(8)预回火

将洗净、烘干的刀片夹直,螺钉不要拧得太紧,在井式炉中施以(380∼400℃)×(3∼4h)回火,出炉后立即拧紧螺帽。

(9)回火

550℃×1.5h×3次硝盐回火,回火后硬度65∼65.5HRC。

(10)调整硬度

580℃×1.5h×1次回火后硬度为63∼64HRC。

(11)检验

逐一检查弯曲度、抽检硬度和金相。由于是同炉号投料,加上严格的工艺纪律,终检合格率达100%。

(12)最终去应力

由于成品精度要求非常高,粗磨后留0.10∼0.15mm精磨量,在空气炉中去应力:260℃×4h。

3.问题讨论

对于M2钢如果用1175∼1180℃加热淬火,550℃×1.5h×3次回火,也能得到62.5∼64HRC的合格硬度,但实践证明,用1195∼1200℃淬火,550℃+580℃回火好,两者硬度、弯曲度都相同,但后者耐磨性高、寿命长。

世上无难事,只怕有心人。在硬度要求很窄、精度要求很高的苛刻条件下,南京冶金机械刀片厂通过创新改革,攻克了高速钢高精度圆刀片生产一道道难关,满足了国外商人的要求,为国争光,为行业争气。

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