T10钢车刀热处理工艺分析

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1、T10钢车刀热处理工艺分析1、摘要T10钢车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。车刀是切削加工屮应用最广的刀具Z-O车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度，籾性和抗氧化性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。2、技术要求高硬度，高耐磨性是刀具最垂要的使用性能之一，若没有足够的高的硕度是不能进行切削加工的。否则，在应力作用下

2、，工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要性，除了以上要求红硬性及一定的强度和韧性。在化学成分上，为了使工具钢尤其是刃具钢具有较高的破度，通常都使其含有较高的的碳（W（C）二0.65%~1.55%）,以保证淬火后获得高碳马氏体，从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少防止工具损坏是有利的。大量的含碳质量分数乂可提高耐磨性，碳素工具钢的理想淬火组织应该是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物，工具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状且分布均匀。3、工作条件及性能要求刃具在切削过程屮，刀刃与工件表而金属相互作用，使切削

3、产生变形与断裂，并从工件整体剥离下来。故刀刃木身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负载荷作用。由于切削层金属的变形及刃具与工件、切削的摩擦产生大量的摩擦热，均使刃具温度升高。切屑速度越快，则刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600°C左右。1）为了保证刃具的使用寿命，应要求有足够的耐磨性。高的耐磨性不仅决定于高硬度，同时也取决于钢的组织。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨能力。2）为保证刀刃能进入工件并防止卷刀，必须使刃具具有高于被切削材料的硬度（一般应在60HRC以上，加工软材料时可取45-55HRC）,故工

4、具钢应是以高碳马氏体为基体组织。用T10钢制造形状简单的车刀，基木工艺路线为：矿石一铸态组织一锻造一热处理1-机加工f（品质）热处理2（淬火+冋火+表面热处理）一磨加工（磨削）。T20碳素刃具钢参数含碳量：W（C）=1%左右工作温度：低于200°C性能：高硬度，成本低。缺点：淬透性低，红硬性差，耐磨性不足。热处理工艺：球化退火+淬火（水汕双淬火）+低温冋火（150°C~250°C）过共析钢：不完全淬火+低温冋火组织：马氏体+未溶碳化物4、热处理1:球化退火对于含碳量人于0.6%的各种工具钢，磨具钢，轴承钢，共析、过共析钢的锻轧件等为了改善莫各类性能或提高最

5、终热处理组织和性能，常常采用退火或球化退火工艺。球化退火是高碳钢预先热处理工艺，退火一•般为炉内缓冷，为其淬火工艺中均匀奥氏体化提供组织准备。T10属于碳素工具钢，含碳量为1%左右。球化退火的作用是消除钢屮网状碳化物，改善金和组织，（因为锻造后晶粒粗大，硬度较高。）提高塑性，韧性，降低钢的硬度，以利于切削加工，减少最终热处理时的变形开裂趋势，而且也为淬火做好组织上的准备。退火温度为Acl~Acm之间，必须严格控制退火加热温度。退火后的组织为体基体上分布着均匀的、细小的碳化物颗粒。球化退火工艺图:5、热处理2淬火：指将钢件加热到Ac3或Acl（钢的下临界点温

6、度）以上某一温度，保持一定的时间,然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火的目的：是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织。淬火加热温度：对于T10钢（过共析钢），Acl为730°C,其加热温度为Acl+30〜50°C,即770°C,780°C,790°C。淬火工艺图：热处理2是淬火+低温回火，淬火获得碳化物+马氏体，获得刀具应该的高破度和高的硬度，淬火后的硬度大约为63HRC左右，可以进行几次的冋火，使性能更稳定，回火为了获得回火马氏体。回火的冃的：1、消除淬火过程中产生的热应力和组织应力的残余应力；2、是

7、淬火马氏体时效析出碳化物，获得回火马氏体，回火屈氏体或回火索氏体组织，在不降低强度和硬度情况下提高材料的塑性和韧性，获得优良的机械性能；回火工艺图:组织分析图：球状Pf粒状Pf碳化物+马氏体f冋火马氏体钢的表面热处理：通过对零件表面加热和冷却来改变零件表而性能的热处理方法称为表面热处理。通过表面热处理，可获得满足设计要求深度的表面硬化层，而零件芯部仍保持原来的显微组织和性能不变，从rfu达到提高表面疲劳强度和耐磨性能。小组成员：李启航、顾学成、宋江波、王天辉