刀具材料热处理工艺差异介绍.doc

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1、刀具材料热处理工艺差异介绍很多人可能对刀具热处理一般原则比较了解，但对刀具及刀具材料差异性热处理研究不深。我本人从事热处理工艺工作近40年，积累了不少成功经验和失败教训，深感识别刀具和刀具材料的差异性、进行个性化操作的重要。下面就不同刀具的热处理进行简单介绍：车刀条按GB4211标准，可将车刀条分为正方形和矩形两种。车刀工作条件比较恶劣，一般不加冷却液，有干切削、重切削、断续切削、高速切削等，要求车刀应具有高的耐磨性和高的红硬性。针对上述情况，热处理工艺为：1230～1240℃高温加热奥氏体化，金相级别可达8～9级，而后

2、回火4次，过热3～4级(矩形车刀过热1～2级)，最终组织硬度65～67HRC。实践证明，车刀过热才经久耐用，我在1988年曾对过热5级的12×12方车刀进行寿命检测，结果3条试样都达一等品标准。滚刀滚刀属于比较昂贵的金属切削刀具，要求具有高的红硬性、耐磨性，所以淬火温度比较高，但比车刀略低，常在1225～1230℃，580～620℃分级，组织金相级别9.5～10级。第一次回火宜用350～380℃或二次贝氏体处理，然后再进行550℃×1h的高温回火3次，过热1～2级，甚至3级，最终组织硬度可达65HRC以上。滚刀虽然是容易

3、处理的刀具，但对模数6以上的大滚刀，由于其硬度不高和键槽易裂的特点，必须严加防范。直齿三面刃铣刀通常此类产品由于其切削速度快，切刀量大，对耐磨性、韧性要求相当高，要求高硬度但又不能崩刃。笔者就曾多次处理过这样的质量问题：用户对硬度64～65HRC的铣刀反应是不耐磨，换用硬度66HRC的铣刀后，使用寿命成倍提高。同样成分的材料，不同的热处理产品可以有如此大的差别。直齿三面刃铣刀所采用的热处理工艺是在1220～1230℃下淬火，金相级别9.5～10.5级，回火3～4次，过热1级，最终组织硬度为65～67HRC。中齿锯片铣刀G

4、B6120标准适用直径32~315mm，厚度为0.3~6.0mm的中齿锯片铣刀，对特别大薄的铣刀热处理工艺应该个性化，通常对中齿锯片铣刀的性能要求是韧性第一，但硬度不能太低，一般在1205～1215℃时淬火，淬火组织金相级别达10~11级，然后分级等温、热夹、回火4次，回火过程不准过热，最终组织硬度64～66.5HRC。在这类刀具热处理过程中，容易出现键槽易裂和平面度超差的问题。大薄锯片由于装璜及建筑行业的高速发展，市场对Φ250～500×2mm大薄锯片的需求量很大。该产品主要要求突出韧性，其次是耐磨性。相应的热处理工艺

5、为1180～1200℃高温加热，260～280℃等温，金相级别可达11～12级，再回火4次，不准过热，硬度可达62～65HRC。成品若再经蒸汽处理或氧氮化则效果更佳。整体直柄麻花钻钻头是用得最多的孔加工工具，工作条件和其他刀具不同。当进行钻削时，其切削部分深深地埋入金属内，切削条件比较苛刻，要求钻头有高的硬度和韧性，两者相比，通常后者更重要些；而对于干切削，由于工件硬度高，则是要求红硬性第一。钻头一般采用的热处理工艺为：先在1210～1225℃时淬火，淬火组织金相级别可达10.5～11级，再回火3次，过热2级，可得到硬度

6、为63～66.5HRC的回火组织。由于加工中心和数控机床的日益增多，难加工材料与日俱增，对钻头的要求也越来越高。同样钻头，用法各异，热处理工艺就截然不同，足以说明热处理工艺个性化的重要。拉刀、拉削加工广泛应用于汽车、航空等制造业。拉刀上排列着许多齿，由于拉削幅度很宽，齿增量逐步加大，即使在很小的进刀量情况下，其阻力也是相当大的。正因为如此，拉削的速度一般比较慢，在拉削过程中，轴向承受很大的拉力，同时切削齿因受到工件的摩擦而产生热量，所以拉刀除具有一般刀具的高硬度特点，更重要的是要有很高的强度和韧性。拉刀常用的热处理工艺为

7、1205～1215℃油淬，两次或三次分级冷却，趁热校直，试样淬火组织的金相级别10.5～11.5级。每次回火后必须校直，硬度可达64～66.5HRC。目前热处理存在的主要问题是硬度偏低不耐磨，其次是折断，应该视具体类型拉刀制订相应热处理工艺。机用丝锥丝锥在切削过程中，主要抗力是扭力矩，轴向力在各螺纹中已互相抵消。丝锥不需要红硬性，韧性是第一指标，所以淬火温度比较低，晶粒号可控制得很细，但硬度不能低，必须符合国家标准。现在由于采取了韧性化低温淬火新工艺，与传统工艺相比，淬火温度降低了15～20℃，彻底解决了丝锥过热、脆断等

8、弊病，实是一举多得的好事。我的个人体会是：硬度是表面现象，金相组织才是本质的东西；我们追求高硬度，但不惟高硬度；我们要求在金相组织理想(而非合格)的前提下，力求高硬度，达到硬度和金相的良好配合。在这其中有几个关键问题不能小视：首先是不能混料，包括混炉号、混钢号、混规格。工具厂一定要分炉号管理，如果做不到就无法搞好热处