高速車刀的熱處理工藝設(shè)計(jì) 4

1、 高速車刀的熱處理工藝設(shè)計(jì)摘要： 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，高速鋼車刀在切削加工中被廣泛使用。本文通過對(duì)高速鋼車刀材料的化學(xué)成分、性能及使用工作條件的闡述?以及加工中對(duì)高速鋼車刀材料的技術(shù)要求，經(jīng)過嚴(yán)格的熱處理工藝方法如;退火、?淬火、和多次高溫回火才能滿足其技術(shù)要求和使用性能。本文參照金屬熱處理以及眾多的參考資料，對(duì)高速鋼車刀的熱處理工藝進(jìn)行了一個(gè)小小的總結(jié)。關(guān)鍵詞：高速鋼 車刀 熱處理 熱處理工藝卡片引言： 車刀是用于車削加工的、具有一個(gè)切削部分的刀具。車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。在切削過程中，刀具的

2、切削部分要承受很大的壓力、摩擦、沖擊和很高的溫度。因此，刀具材料必須具備高硬度、高耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性，還需具有高的耐熱性，而高速鋼，它是含有w、cy、v等合金元素較多的合金工具鋼。 能夠很好作為高速切削的車刀的制作材料。通過資料查詢，對(duì)高速鋼車刀的熱處理工藝進(jìn)行制定。1.任務(wù)與分析：本次工藝設(shè)計(jì)是對(duì)高速車刀的熱處理工藝設(shè)計(jì)。高速車刀的失效形式有很多：有的車刀刀刃處受壓彎曲，有的車刀受強(qiáng)烈振動(dòng)，沖擊時(shí)崩落一塊（即崩刀）。有的小型車刀整體折斷等等。但這些情況畢竟比較少見，車刀較普遍的失效形式是磨損。所以說，高硬度，高耐磨性是刀具最重要的使用性能之一，除了以上要求紅硬性及一定的強(qiáng)度和韌性。因此

3、，設(shè)計(jì)一套合理的熱處理方案，獲得良好的性能，顯得十分的重要.車刀是典型的高速切削工具之一，要求高的耐磨性、熱硬性，熱處理硬度在64HRC以上，通常以高硬度為好。2.1.材料的選用高速鋼具有紅硬性高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特性。高速工具鋼經(jīng)過熱處理后的使用硬度可以達(dá)到63HRC，在600左右的工作溫度下仍保持較高的硬度，高速鋼在650時(shí)，實(shí)際硬度仍高于50HRC，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。高速鋼刀具的切削速度比碳素工具鋼和低合金工具鋼增加?1-3倍，而耐用性增加7-14倍，因此高速鋼常被用于制造高效率切削工具。W2Mo8Cr4V2Co8（M42）高速鋼是一種各項(xiàng)性能指數(shù)都很好的高性能高速鋼，

4、是一種綜合性能較好的高性能高速鋼。根據(jù)服役條件，為滿足車刀的高耐磨性、高熱硬性德要求尤其是切削用量較大及切削難加工材料和切削長工件中間不得換到等情況，選擇W2Mo8Cr4V2Co8（M42）高速鋼是適宜的。2.2熱處理工藝要求熱處理工藝在高速鋼工具的生產(chǎn)制造中占有舉足輕重的地位，熱處理工藝的好壞直接影響高速鋼工具的各項(xiàng)使用性能，通過熱處理工藝，使高速鋼獲得所需的使用性能，達(dá)到生產(chǎn)加工要求。熱處理工藝是提高高速鋼工具性能的重要途徑。通過對(duì)高速鋼工具的熱處理，提高高速鋼工具的硬度、強(qiáng)度、耐磨性等，延長使用壽命，使高速鋼工具獲得更高的使用性能。2.3加工工藝流程下料鍛造預(yù)備熱處理（軟化退火）切削加工

5、最終熱處理（淬火、回火等）磨加工磨刃?2.4熱處理工藝典型工件名稱:W2Mo9Cr4V2Co8高速工具鋼車刀，其外形尺寸如下圖所示 矩形截面車刀條尺寸示意圖 圖中h=16mm，b=10mm，L=160mm2.4.1預(yù)備熱處理（1）技術(shù)要求?為便于后續(xù)的切削加工，要求對(duì)工件進(jìn)行軟化熱處理預(yù)備熱處理，使得工件退火后硬度HBW269（2）工藝流程加熱至6502530/h加熱至840860保溫0.3h1060/h?冷卻至7802530/h冷卻至650空冷或油冷2.4.2最終熱處理（1）技術(shù)要求對(duì)工件進(jìn)行最終熱處理，使得工件在處理后得到好的耐磨性和熱硬性，使用硬度HRC=6570,以獲得滿足使用要求的性

6、能.（2）工藝流程清洗烘干預(yù)熱（第一次500600，第二次800900）加熱至12001220保溫冷卻（油淬）清洗烘干檢查回火（530550三次回火）清洗表面處理檢查2.5熱處理工藝分析2.5.1軟化退火高速鋼中有較高的碳含量和大量的合金元素，在鍛造以后，即使空冷也會(huì)有較高的硬度，軟化退火可獲得滿意的可加工性，為淬火作好組織準(zhǔn)備，即退火可降低硬度，改善切削加工性能和獲得均勻的組織，改善熱處理工藝性能。此處W2Mo9Cr4V2Co8采用840860高溫退火工藝，與普通退火工藝相比，保溫時(shí)間大大縮短，冷卻階段的保溫時(shí)間幾乎被取消，因而退火周期大大縮短。?2.5.2淬火淬火工藝使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體

7、或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或下貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高工具鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而賦予工具以需要的綜合機(jī)械性能。高合金的W2Mo9Cr4V2Co8高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時(shí)變形、開裂和縮短加熱的保溫時(shí)間以減少脫碳，采用兩次預(yù)熱，500600一級(jí)預(yù)熱、800900二級(jí)預(yù)熱可以減少因鹽浴爐加熱速度快而快速升溫導(dǎo)致的淬火缺陷。?2.5.3回火W2Mo9Cr4V2Co8高速鋼車刀對(duì)熱硬性的要求較高，在淬火后，材料里還有大量的殘余奧氏體存在，其硬度較低（4050HRC),后經(jīng)560回火3次，由于回火時(shí)殘余奧氏體分解及碳化物彌散硬化，硬度可升高到6570

8、HRC。進(jìn)行多次回火，是為了逐步減少殘留奧氏體量?；鼗鸷蟮慕M織為回火馬氏體、細(xì)顆粒剩余碳化物及少量殘余奧氏體?3.熱處理設(shè)備：3.1預(yù)備熱處理設(shè)備 根據(jù)工藝條件的要求，選擇型號(hào)為RJ9-190-9的中溫井式電阻爐，其產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見下表RJ系列自然對(duì)流井式電阻爐均有一個(gè)井式爐膛，且爐內(nèi)不設(shè)風(fēng)扇的電阻爐。加密封措施通保護(hù)氣體保護(hù)加熱，防止工件氧化等。?按工件之間間隔距離與工件尺寸相等原則將工件豎直排列在電阻爐爐膛中，考慮到爐內(nèi)面積不能完全利用，故每層可裝加1000件工件，爐膛深1200mm，工件長160mm，同樣考慮應(yīng)夾具所占尺寸，可裝加5層，由此可得，使用此型號(hào)井式電阻爐一爐可加工5000

9、件工件。3.2淬火工藝設(shè)備一級(jí)預(yù)熱（550）設(shè)備：三相埋入式電極鹽浴爐RDM-30-6。?二級(jí)預(yù)熱（820）設(shè)備：三相埋入式電極鹽浴爐RDM-30-8。?奧氏體化（1210）加熱設(shè)備：三相埋入式電極鹽浴爐RDM-45-13設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)如下：埋入式電極鹽浴爐的電極從浴槽側(cè)壁插入，埋在浴槽砌體中。?為了保證加熱過程中夾具的一致性和爐膛的使用率，提高能源利用率和簡化操作，本淬火分級(jí)加熱方案中的料框尺寸為300×250×700（長×寬×深/mm）。（1） 裝爐修正系數(shù)K的確定：W2Mo8Cr4V2Co8（M42）高速工具鋼車刀熱處理時(shí)在吊籃中間隔為16mm，所以

10、裝爐修正系數(shù)K取2.0。（2） 由鋼種決定的加熱系數(shù)a（min/mm）的確定：常用鋼的加熱系數(shù)4. 熱處理夾具5.缺陷（1）存在大量殘余奧氏體，碳化物幾乎看不見。表面氧化皮嚴(yán)重，含碳量低，硬度低。（2）熱處理后容易造成組織晶粒粗大（3）回火時(shí)間或溫度控制不好，容易得到屈氏體或貝氏體5.1預(yù)防或補(bǔ)救措施加強(qiáng)原材料的控制，確保原材料的質(zhì)量以及存放的安全。嚴(yán)格按照熱處理工藝的要求進(jìn)行操作，嚴(yán)禁違規(guī)操作。確保熱處理設(shè)備的正常工作，不會(huì)產(chǎn)生與熱處理工藝要求規(guī)定數(shù)據(jù)的巨大誤差。退火補(bǔ)炭，再次淬火回火。6.結(jié)論由于高速鋼中含有不同成分的合金元素，其鑄態(tài)組織為網(wǎng)狀分布的具有骨骼狀的萊氏體組織，經(jīng)過球化退火、淬火、回火的處理改善組織，使得性能有所提高。熱處理后所得的組織