[发明专利]双金属复合钢带的退火工艺

说明书

本发明涉及双金属复合钢带的退火工艺，所述双金属复合钢带的基体部分为弹簧钢，刃口部分为高速钢，所述高速钢与弹簧钢通过焊接结合在一起，先将双金属复合钢带置于退火炉中，加热升温至退火温度；其中，退火温度比高速钢和弹簧钢的Ac1温度低5~50℃；然后在所述退火温度下，保温4~12h；冷却至室温，退火处理完毕。通过本发明的退火工艺，可以在保障产品性能和质量的前提下，缩短退火工序的时间，大大提高生产效率，同时降低退火工序的能耗。

技术领域

本发明涉及双金属复合钢带的退火工艺，属于金属热处理领域。

背景技术

双金属复合钢带是一种将高速工具钢和弹簧钢通过高能密度焊(电子束焊或激光焊)结合在一起的复合钢带，可以用来制造多种双金属切割工具，如：双金属带锯条、双金属孔锯、双金属往复锯、双金属带刀等工具，其中高速钢作为工具的刃口部分，与工件产生切削作用，弹簧钢作为工具基体，为刃口部分提供支撑。焊接后焊缝位置具有硬度高、焊接应力高、韧性低的特点，若焊接后直接进行后续的冷加工，焊缝位置必然会开裂，因此必须通过退火降低焊缝区域的硬度，提高韧性，消除焊接应力。目前，国内外制造双金属复合钢带所采用的退火工艺为将复合钢带整体进行奥氏体化，保温一段时间后缓慢冷却，或冷却至某一较低温度(低于奥氏体化温度)保温一段时间。这两种工艺都能够保证高速钢、弹簧钢和焊缝三个位置的组织均为球化组织，保证组织的均匀一致，且退火后各个位置的硬度都能够满足后续冷加工生产(包括轧制、校直、铣削、分齿等)的要求。此种工艺从升温、保温至缓冷，约需25-35小时，时间长，能耗大，严重影响了双金属复合钢带的生产效率。

由于退火前高速钢和弹簧钢均已进行球化退火，组织已经是球化组织，且硬度较低，能够满足后续冷加工要求。退火的目的主要是将降低焊缝区域硬度，消除焊接应力，使焊缝获得球化组织。若采用上述两种工艺，则需要先破坏高速钢和弹簧钢基体中已经形成的球化组织，然后在冷却过程中重新形成新的球化组织。这种工艺形成了不产生价值的工作，因为退火前高速钢和弹簧钢中的球化组织已经能够满足后续生产要求。

目前，国内外制造双金属复合钢带所采用的退火设备种类较多，但总的来说无非如下三种：井式退火炉、钟罩式退火炉和箱式电阻炉。而所采用的退火工艺，基本为两种：控温冷却或等温退火。其退火工艺曲线示意图如图1所示。可见，两种工艺从开始升温至出炉风冷所需要的时间超过24小时，控温冷却所需要的时间略长。而且冷却过程仍需控制温度，因此仍然需要消耗大量的电能。原工艺所需要的时间长，效率低、能耗大。从上世纪至本世纪前十年，由于双金属带锯条的需求不大，各双金属带锯条生产企业的产能能够满足需求，退火工序的上述缺点未明显暴露。然而进入21世纪第二个十年，双金属带锯条的需求每年均保持高速度增长，尤其在中国、南美等地的增长十分迅速。例如，2006年我国双金属带锯条的总销量不到2000万米，但2016年该数字已超过5000万米。这造成原工艺存在的时间长、效率低、能耗大等缺点已暴露无遗，其已无法适应双金属带锯条市场需求量高速度增长的要求，探寻一种高效节能的退火工艺已越来越迫切。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双金属复合钢带的退火工艺，在保证焊缝硬度、组织达到要求的前提下缩短生产周期，提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：双金属复合钢带的退火工艺，所述双金属复合钢带的基体部分为弹簧钢，刃口部分为高速钢，所述高速钢与弹簧钢通过焊接结合在一起，包括如下步骤：

(1)将双金属复合钢带置于退火炉中，加热升温至退火温度；

其中，退火温度比高速钢和弹簧钢的Ac1温度低5～50℃；

(2)在所述退火温度下，保温4～12h；

(3)冷却至室温，退火处理完毕。

该双金属复合钢带中高速钢作为工具的刃口部分，与工件产生切削作用，弹簧钢作为工具基体，为刃口部分提供支撑。