[发明专利]一种整体高速钢刀具的一次性热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及刀具的热处理技术领域，特别是涉及一种整体高速钢刀具的一次性热处理方法。

背景技术

高速钢是制造各种刀具的主要材料，主要用于制造切削速度高、切削量大、力学性能高或尺寸大、形状复杂的刀具，如铰刀、铣刀、锪钻、镗刀和钻头等。常用的有钨系和钨钼系，典型牌号为W₁₈Cr₄V（简称W18）和W₆Mo₅Cr₄V₂（简称M2）。用整体高速钢制造的刀具，要求刃部硬度HRC63～66，柄部硬度HRC30～45。

对刃部和柄部要求不同硬度值的整体高速钢刀具，目前采用的方法是先对刃部进行局部淬火和经过3～4次回火，刃部硬度合格后，再对柄部进行不完全淬火和中温回火，达到柄部硬度要求。采用目前的方法虽然能够满足生产，但存在如下缺点：1)对尺寸较小的刀具，经热处理后达到两种硬度要求是比较困难的；2)柄部热处理时，为防止热量传入刃部而降低硬度，要求操作时严格控制刀具的加热位置、加热时间和冷却，因此工作难度大，技能要求高，刀具质量难以控制；3)柄部热处理时用910℃加热保温，易降低刀具的红硬性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种整体高速钢刀具的一次性热处理方法，采用该方法无需对刀具的刃部和柄部分别进行热处理，只需一次热处理和3～4次回火即可满足刃部硬度和柄部硬度的不同要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明整体高速钢刀具的一次性热处理方法，包括如下步骤：

（1）除油：将刀具放入除油槽中除油后擦洗表面，清洗；

（2）烘干：刀具在150～250℃温度下加热烘干；

（3）预热：将刀具整体浸入820～860℃的中温盐浴中充分预热，预热时间不少于淬火时间的2倍；充分预热后的刀具可以有效减少淬火时间，降低刀具变形；

（4）淬火：刀具预热后，迅速将刃部浸入高温盐浴中进行淬火加热，W18刀具的盐浴加热温度为1280±10℃，M2刀具的盐浴加热温度为1220±10℃，淬火保温时间按t_z=40+δD计算，保温结束后，将刀具全部浸入盐浴中对刀具柄部快速加热，直径低于10mm的刀具浸入1～3秒后立即取出，直径在10～20mm的刀具浸入3～10秒后取出，直径大于20mm的刀具浸入10～20秒后取出；

其中，t_z：淬火保温时间，单位为秒， 40：淬火保温时间基数，单位为秒；δ：淬火保温时间系数，单位为秒/mm，取10～15秒/mm；D：刀具的有效厚度或直径，单位为mm；

（5）冷却：刀具淬火加热后立即进入600～640℃的低温盐浴中冷却1～3分钟，然后在空气中冷却至室温；

（6）冷却后的刀具用热水清洗；

（7）回火：在560±10℃温度下回火3～4次，每次保温时间60～120分钟，每次回火必须空气冷却至室温；

（8）后继加工：回火后的刀具进行后继加工。

上述热处理方法中，在进行除油处理时，将刀具放入化学除油槽中，在70～90℃下浸泡15～30分钟，擦洗表面，转入80～100℃热水槽中清洗，最后用冷水清洗。

上述化学除油槽的优选配方为：氢氧化钠6～10％，碳酸钠3～6％，硅酸钠1～3％，余量为水，含量为质量百分含量。

前述热处理方法中所述的清洗是在80～100℃的热水槽中清洗10～20分钟。

与现有技术相比，本发明只需一次热处理就能同时满足刀具刃部和柄部的硬度要求，不需专门对柄部进行二次热处理，能够缩短工艺同期，提高生产效率，降低能耗，本发明方法操作简单，刀具热处理质量易于控制，对刀具本身的性能基本无影响。

附图说明

图1为M2材料加工制造的锪钻示意图；

图2为W18材料加工制造的锪钻示意图；

图3为M2材料加工制造的立铣刀示意图；

图4为图3柄部局部剖视图。

具体实施方式

实施例1：M2材料锪钻热处理（如图1所示，Ф1＝5.5mm，Ф2＝12mm，Ф3＝8mm，L1＝12mm，L2＝10mm，L3＝60mm）

（1）除油：将锪钻放入80℃的化学除油槽中浸泡15分钟后用棉纱擦洗，然后用90℃热水清洗，最后用冷水清洗；化学除油槽配方为：氢氧化钠8％，碳酸钠4％，硅酸钠2％，余量为水；