3mm×10mm×200mm薄长割刀主要用于卧式车床上的割槽和切断,用量比较大,且为出口产品,指定用W18Cr4V钢制造,热处理难点是变形。本例采取一种特殊方法,从而获得满意的效果,现简介如下:
(1)淬火夹具 实践证明,采用Q235A钢板夹具为宜,外形尺寸为210mm×150mm×6mm,钢板上一定要采取三排螺纹孔,螺纹孔直径为12.5mm,两侧各三孔,中间加工两孔;钢板夹工件的地方还要加工 ϕ 5mm小孔若干个,孔距约15mm。这样做的目的是使加热和冷却尽量均匀,从而得到理想的金相组织和硬度。
(2)淬火前的准备工作
1)应将氧化皮、脱碳层未磨去的工件全部挑出。这是因为氧化皮、脱碳层的存在,将给工件淬火带来变形增大、局部过热、软点,以及淬火后磨裂等弊病。
2)每副夹具装4排工件,每排工件的厚度控制在30mm之内。
3)8个紧固螺栓均匀拧上,但不能过紧,以不掉出工件为宜。
4)在夹具上拴绑钢丝,应使工件处于水平方向进行加热。
(3)热处理工艺
1)技术要求。硬度为64~66HRC,变形量≤0.15mm,600℃×4h的硬度(热硬性)≥63HRC。
2)热处理工艺如图2-1所示。
上述操作均在盐浴炉中进行。GB/T 9943—2008《高速工具钢》将W18Cr4V钢中碳的质量分数由原来的0.70%~0.80%调整至0.73%~0.83%,使得淬火温度不必要升到1300℃。奥氏体晶粒度控制在9.5~10级为宜。
淬火清洗后,松开夹具,将工件整齐地摆放在小方盒内,然后再把小方盒放在书架式的筐中进行回火。这样不但使工件回火加热均匀,而且可以防止回火时的变形。由于淬火温度高,残留奥氏体多,需进行4次回火。
(4)检查 回火后检查工件表面,硬度大多在65~66.5HRC,变形合格率达100%,回火充分,热硬性试验也达标。淬火夹具用后清洗干净,可反复使用80次以上。
(5)总结 防止细长车刀条淬火变形的主要措施应以淬火夹具的应用为主,工艺改进以矫直为辅。这主要是细长车刀条,其技术要求为高硬度、高热硬性,因为淬火温度往往取上限,而又不能采用等温淬火,更不宜油冷。若不采用合适的淬火夹具进行控制,淬火变形比较严重,一般可达4~5mm。在如此大的变形情况下,若采用热矫直,因工件细长,很快会冷下来,难以实施;若采用冷矫直,工件很容易压断;采取回火前400℃热矫直,劳动强度大,操作上很不方便。因此,采用合适的淬火夹具,既省人力、电力、工时,又能达到技术要求,一举多得。
图2-1 W18Cr4V钢割刀片热处理工艺
本例中的夹具还适用(3m×3mm~4mm×4mm)×200mm细长高速钢车刀条的淬火。