[发明专利]一种手用锥度销子铰刀防变形盐浴炉淬火工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，涉及销子铰刀热处理工艺，具体涉及一种手用锥度销子铰刀防变形盐浴炉淬火工艺。

背景技术

手用锥度销子铰刀(以下简称锥铰刀)，其刃部细长、柄部短粗，形状如图1所示。其材料通常为W6Mo5Cr4V2高速钢，热处理硬度要求为63～66HRC；变形要求为径向圆跳动≤0.30。

现有工艺对于W6Mo5Cr4V2高速钢制细长锥度铰刀，普遍采用1210～1230℃温度加热，淬火时锥铰刀刃端向下竖直插入专用淬火架中，如图2所示。其淬火回火工序流程为：刃端向下插淬火架-去应力-烘干-预热-淬火加热-分级冷却-清洗-回火，其中淬火加热温度为1210-1230℃。

现有工艺存在的问题：按此工序进行后，硬度虽然合格，但变形超差比例达30-40％，而且无法校直；径向圆跳动量大，一般0.5-0.6mm，严重者达0.8-0.9mm。由于锥铰刀的结构形状特点是切削刃长，柄部短，只能在淬火后趁热逐件热压校直，但这种小规格锥铰冷却快，加压校直时极易压断，成活率低。

经分析，长期以来造成变形的原因主要有两点：一是传统淬火加热温度高，二是锥铰刀插入淬火架的方向不对。

首先，现用1210-1230℃淬火加热是各类M2高速钢刀具的通用温度，着重考虑了刀具的硬度和红硬性，在此温度范围加热碳化物溶解较好，奥氏体中合金化程度高，有利于提高淬回火马氏体的耐磨性和红硬性。但是，由于下述三点原因加热温度越高淬火变形就越严重。

1、M2钢中存在大量合金碳化物，在高的淬火加热温度下，奥氏体中的碳和合金元素含量增加，淬火后马氏体的比容加大，增加变形。

2、较高的加热温度还会使奥氏体晶粒长大，降低了塑性变形的抗力，也会使变形增加。

3、加热温度高增加了加热和冷却时的热应力，使变形增大。

再从淬火时装卡方面看，由于锥铰刀形状为刃端细、柄端粗，又整体细长，若按现状将细的刃端朝下插入工装架中，则锥铰的重心在上部，一旦插装时略有倾斜，加热时自重本身就会将细长的锥铰压弯，造成较严重的变形。

发明内容

由于锥铰刀变形后无法校直，因此必须解决淬火时的变形问题。根据其使用时的发热程度，从使用性能和形状特点两方面着手，拟采用微变形淬火处理工艺。

对于手用锥度铰刀，使用时切削速度慢，发热量低，因此对其红硬性可不作要求，只需保证硬度在63-66HRC即可，这样就可以通过降低淬火加热温度的途径来减少变形。这是因为加热温度低，奥氏体晶粒细小，增加了塑性变形的抗力；淬火后马氏体的比容变化小，相应地减少变形；低的加热温度减少了加热和冷却时的热应力，变形减少。一方面，降低加热温度可以有效减小淬火时的变形。经过大量工艺试验确定淬火温度范围为1160～1180℃，温度低于1160℃有时硬度达不到63HRC，而高于1180℃则变形量大。另一方面，在淬火时装卡方面，把粗的柄端朝下可有效避免自重压弯现象。故本发明的具体技术方案是：

一种手用锥度销子铰刀防变形盐浴炉淬火工艺，其特征在于，包括去应力、插淬火架、烘干、预热、淬火加热、分级冷却、清洗、回火、清洗的步骤，具体为：

步骤1：去应力，将待淬火的锥铰刀竖直放入回火桶中，在井式回火炉500～550℃保温3～4h，再空冷去除机加应力；

步骤2：插淬火架，把去除应力的锥铰刀粗的柄端向下垂直插入淬火架中插正；

步骤3：烘干，将插正的锥铰刀放入500～550℃的烘干炉烘干，时间30～40min；

步骤4：预热，包括两次预热的步骤，把烘干的一架锥铰刀放入800～820℃盐浴炉进行第一次预热，预热时间为30秒+d毫米×(10～15)秒/毫米，其中d为锥铰刀公称直径；把经过第一次预热的锥铰刀直接转入860～900℃盐炉中，进行第二次预热，预热时间与第一次预热时间相同；

步骤5：淬火加热，把经过第二次预热的锥铰刀直接转入1160～1180℃高温盐炉中进行淬火加热，淬火加热时间与第一次预热相同；

步骤6：分级冷却，将高温盐浴炉中加热好的锥铰刀直接转入580～620℃分级盐浴中分级冷却，分级时间为淬火加热时间的一半，然后转入空气中冷却；

步骤7：清洗，将分级后冷至室温的锥铰刀放入80～100℃热水槽中清洗干净；

步骤8：回火，把清洗干净的锥铰刀轻轻从淬火架子取出，放入回火桶中，在540～550℃硝盐炉中进行回火；

步骤9：清洗，将回火后的锥铰刀在80～100℃热水槽中清洗干净。