一种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于金属材料热处理工艺领域，具体涉及一种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺。本发明采用多段式加热炉对超薄形高强度刃具进行加热，设定多段式加热炉各段的温度和时间，向多段式加热炉内通保护气体驱散空气，使刃具在保护气氛下进行加热处理；再利用液压淬火机对刃具进行淬火矫直处理，液压淬火机的上压头和底座的内部均通有冷却水作为淬火的冷却介质，其上压头和底座之间的空隙间充满保护气体，超薄形高强度刃具在淬火的同时同步实施矫直。本发明可以有效解决刃具的高温脱碳问题和因内部应力导致的变形问题，淬火后得到的刃具既保持高硬度，还保持强韧性。
【专利说明】—种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料热处理工艺领域，具体涉及一种超薄形高强度刃具的淬火矫
直工艺。
【背景技术】 [0002]许多高强度刃具钢都要求具有很高的硬度、强度、韧性和耐磨性，因此其成分设计上碳含量很高，有的在0.8%以上。传统的淬火工艺往往单纯地追求高硬度和红硬性，采用水、盐液、碱液作为淬火介质，这样常常带来刃具韧性的不足，造成早期失效；此外受到设备条件的限制，在无保护气氛下的加热和淬火也会带来严重的氧化脱碳影响刃具性能和脱碳，这必然造成刃具的硬度降低，达不到要求的高硬度(60~64HRC)，即使采取油淬，虽可以防止脱碳，但是淬火强度不够，也导致达不到高硬度。超薄形高强度刃具无论采取上述哪种工艺，在淬火过程中由于其内部产生的应力将导致刃具变形，因此必须采取矫直工艺。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0005]一种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺，包括如下步骤:
[0006](I)利用多段式加热炉对超薄形高强度刃具进行加热:首先设定多段式加热炉各段的温度和刃具在加热炉各段停留的时间；再向所述多段式加热炉内通入保护气体，待多段式加热炉内空气被完全驱散后，将刃具放入多段式加热炉进行加热处理；
[0007](2)利用液压淬火机对超薄形高强度刃具进行淬火矫直处理，所述液压淬火机设有上压头、底座及用于连接上压头和底座的软连接密封件，所述上压头和底座的内部分别设有循环冷却水通路，所述密封件上均匀布满用于通保护气体的气孔；所述淬火矫直处理的具体操作为:首先打开液压淬火机上压头和底座的循环冷却水，设定循环冷却水的流量，然后通过液压淬火机密封件上的气孔向上压头和底座之间的中间空隙通入保护气体，再将步骤(1)加热完成的刃具平放于液压淬火机中，启动液压开关，液压淬火机压紧刃具进行淬火矫直处理；
[0008](3)待刃具冷却变黑后打开液压淬火机，取出刃具。
[0009]上述方案中，所述保护气体为氮气或氩气。
[0010]上述方案中，所述上压头和底座是由高强度的材料制备而成；上述高强度的材料为高碳合金钢。
[0011]上述方案中，所述上压头上设有上压头进水管和上压头出水管，所述底座上设有底座进水管和底座出水管，所述上压头进水管的管径比所述上压头出水管的管径小，所述底座进水管的管径比所述底座出水管的管径小。
[0012]上述方案中，所述液压淬火机上压头和底座的循环冷却水的进水流量为40~80L/mino
[0013]本发明中，所述循环冷却水的流量需根据刃具质量、传热系数(受刃具与液压淬火机的接触面积和材质影响)、刃具需要的冷却速度rc/s)和水的比热进行设定，且该流量无法理论精确计算之，还需参照经验设定，循环冷却水的流量决定了刃具的淬火强度、硬度和韧性，流量过大，刃具硬度高韧性不足，流量过低刃具硬度不够，因此通过循环冷却水流量控制，可使刃具淬火后的韧性和硬度灵活控制。
[0014]本发明中，液压淬火机的上压头和底座要采用高强度材料，如高碳合金钢。如果材料强度不够，压紧淬火时在高温刃具的影响下会磨损或产生凹坑，从而使刃具与之接触不良，影响传热效果，导致淬火强度降低，刃具性能达不到预期效果。
[0015]本发明工艺的实施现场需通风良好，加热炉和液压淬火机旁边要安放鼓风机，防止保护气体溢出聚集造成人员窒息。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017](I)本发明采用多段式加热炉对刃具进行加热，多段式加热炉内通保护气体，使刃具在保护气氛下进行加热，可以有效解决刃具的高温脱碳问题；[0018](2)本发明使用液压淬火机淬火,其上压头和底座的内部均通有冷却水作为淬火的冷却介质，上压头和底座之间的空隙间充满保护气体以防止刃具被氧化脱碳影响刃具性能，超薄形高强度刃具在淬火的同时，液压淬火机上压头和底座压紧刃具可以同步实施对刃具的矫直，由于刃具淬火是在液压压紧状态下完成的，其内部应力被均匀分布，不会造成刃具的变形，因此可以有效解决刃具因内部应力导致的变形问题。
[0019](3)采用本发明工艺得到的超薄形高强度刃具淬火后既保持高硬度，还保持强韧性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为液压淬火机示意图。
[0021]图2为液压淬火机侧视图。
[0022]图中，I为液压缸,2为上支座,3为导向杆,4为上压头,5为上压头出水管,6为上压头进水管，7为底座进水管，8为底座出水管，9为工件(刃具)，10为底座，11为密封件，12和13为流量表。
【具体实施方式】
[0023]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。
[0024]以下实施例中，超薄形高强度刃具的各组分质量百分比为:C:0.8%~1.0% ；Si:0.2%~0.3% ；Mn:0.2% ~0.7% ；S:0.01%~0.03% ；Cr:17% ~20% ;其余为 Te 元素。刃具尺寸规格:300mm*18mm*4mm。
[0025]以下实施例中，设定的多段式加热炉各段的温度范围和刃具在各段停留的时间范围见下表1 ;多段式加热炉中通入氮气或氩气驱散炉内空气，其流量范围为I~3L/min ;液压淬火机的上压头和底座的进水流量范围为40~80L/min ;从液压淬火机密封件通入氮气或氩气的流量范围为0.5~lL/min。[0026]表1多段式加热炉各段的温度和时间
[0027]
【权利要求】
1.一种超薄形高强度刃具的淬火矫直工艺，其特征在于，包括如下步骤: (1)利用多段式加热炉对超薄形高强度刃具进行加热:首先设定多段式加热炉各段的温度和刃具在加热炉各段停留的时间；再向所述多段式加热炉内通入保护气体，待多段式加热炉内空气被完全驱散后，将刃具放入多段式加热炉进行加热处理； (2)利用液压淬火机对超薄形高强度刃具进行淬火矫直处理，所述液压淬火机设有上压头、底座、及用于连接上压头和底座的软连接密封件，所述上压头和底座的内部分别设有循环冷却水通路，所述密封件上均匀布满用于通保护气体的气孔；所述淬火矫直处理的具体操作为:首先打开液压淬火机上压头和底座的循环冷却水，设定循环冷却水的流量，然后通过液压淬火机密封件上的气孔向上压头和底座之间的中间空隙通入保护气体，再将步骤(I)加热完成的刃具平放于液压淬火机中，启动液压开关，液压淬火机压紧刃具进行淬火矫直处理； (3)待刃具冷却变黑后打开液压淬火机，取出刃具。
2.根据权利要求1所述的淬火矫直工艺，其特征在于，所述保护气体为氮气或氩气。
3.根据权利要求1所述的淬火矫直工艺，其特征在于，所述上压头和底座是由高强度的材料制备而成。
4.根据权利要求3所述的淬火矫直工艺，其特征在于，所述高强度的材料为高碳合金钢。
5.根据权利要求1所述的淬火矫直工艺，其特征在于，所述上压头上设有上压头进水管和上压头出水管，所述底座上设有底座进水管和底座出水管，所述上压头进水管的管径比所述上压头出水管的管径小，所述底座进水管的管径比所述底座出水管的管径小。
6.根据权利要求1所述的淬火矫直工艺，其特征在于，所述液压淬火机上压头和底座的循环冷却水的进水流量为40~80L/min。
【文档编号】C21D9/00GK103695622SQ201310681922
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】陈子宏, 刘念, 杜涛, 甘晓龙, 岳江波 申请人:武汉钢铁(集团)公司