[发明专利]工具钢刀片表面强化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工具钢刀片的表面硬化方法，尤其是一种利用真空炉渗钴和盐浴炉渗铈的刀具表面强化处理方法，具体地说是一种工具钢刀片表面强化制备方法。

背景技术

目前，我国的数控技术加工设备的研制越来越趋向成熟阶段，然而相对数控机床设备的发展，我国的数控机床刀具的发展相对落后，一些重要的零部件加工大多需从国外购买，费用相当昂贵。目前国内生产的刀具使用寿命低，且对难切削加工的材料切削时，刀具磨损大，蹦刃现象时常发生，随着刀具经常性的蹦刃或磨损，其刀具质量和尺寸都降低，造成刀具的报废，造成刀具加工成本的增加，这将严重阻碍了我国的数控加工技术的发展。

目前在造船业、汽车制造业、飞机飞船制造业、铁路运输业等领域使用的材料很多为难加工材料，其对刀具磨损较大，基于这种情况，就必须找出一种提高刀具性能的加工方法和设备，目前提高刀片性能的方法包括机械法和涂层法，机械方法中焊接方法是刀片和刀架焊接在一起，这本身就降低刀具性能，且熔化焊接方法造成的缺陷多，刀片和刀架的连接牢固度无法保证；涂层方法也有多种，有微弧氧化、激光熔覆等，这些方法存在涂层与母材结合是否牢固问题，在难加工材料加工时，或多或少涂层与刀具母材都会发生脱落，这不利于刀具的使用。

而传统的刀具主要选用工具钢加工而成，有的甚至都不经过任何处理就直接使用，其使用过程中的寿命大大降低，而有的刀具经过了一些表面处理，如盐浴共渗法，但其效果仍是不佳，特别是针对工况条件较差的地方，如振动大，冲击大的地方，刀片使用寿命还是较低。还有些要求较高的刀片，主要采用钨铼合金刀具材料，但这种刀具加工工艺较复杂，成本高，很显然不能得到广泛应用。作为机加工制造行业，刀具是不可缺少的工具，实际生产过程中，既要求刀具质量好，又要求其成本相对较低，这就成了当今刀具制造业所面临的一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对目前刀具寿命低，强度不高，难以适应难加工材料加工的问题，发明一种能有效提高刀具使用寿命的工具钢刀片表面强化制备方法。。

本发明的技术方案是：

一种工具钢刀片表面强化制备方法，其特征是它包括以下步骤：

   首先，将工具钢刀片放入真空炉中，抽真空，使真空炉的真空度达到98%以上，通过喷嘴向刀片表面喷洒粒度为20～30纳米的氧化钴粉末，控制加热温度在1200~1400℃范围内，保温1～5小时，使刀片表面形成渗钴层，取出空冷至室温；

其次，将上述完成渗钴的刀片放入预热炉中预热至500～600度后，放入盐浴炉中进行热处理，并在盐浴炉中加入氧化铈，并不断搅拌盐浴，控制氧化铈的加入量为2%--5%的质量比，并使盐浴的温度在560~600℃之间，保温2-4小时后取出；

最后，将经过盐浴处理的刀片放入氧化炉进行氧化处理，控制氧化炉的温度在320～380度之间，保温15～30分钟后随炉冷却至室温即可。

本发明还可用油浴炉代替氧化炉或在经过氧化炉保温后再将刀片放入油浴炉中作进一步的处理，油浴炉的温度为120～200度，保温时间为20～40分钟，油浴结束后取出空冷至室温。

本发明的有益效果：

本发明在很大程度上降低了刀具加工难度，刀具的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能得到大大提高，刀具制造方便，其工艺适宜大批量生产，这大大降低了刀具生产成本。

附图说明

图1是与本发明相配的成套制备设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

    如图1所示。

一种工具钢刀片表面强化制备方法，它包括以下步骤：

首先将真空炉中的空气抽空，保持真空炉的真空度在98%以上，然后打开喷嘴，通过控制喷嘴速度使氧化钴粉末均匀的喷洒在工具钢刀片上，喷洒过程中最好是使刀片能翻转或使刀片竖直放置，然后用两个喷嘴不断地向刀片的二面同时喷洒粒度为20～30纳米的氧化钴粉末，然后缓慢加热真空炉，加热温度最终控制在1200~1400℃范围内，保持此加热温度时间在1~5小时。