高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺的制作方法

本发明涉及一种热处理工艺，尤其是一种高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺。

背景技术：

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

由于合金工具钢和轴承钢材料的特殊性，现有的合金工具钢轴承钢丝锥板牙多用中温盐浴淬火，盐浴是将工业盐融化成液态作为加热介质，再将要热处理的工件放入融化的液态盐里进行加热，最后进行热处理。

但是盐浴淬火存在一些缺陷：1、在加热过程中和表面清洗处理时会产生废气和沸水污染环境；2、高速钢工具淬火需要多级加热保温，因此需要多个盐浴加热炉，且升温速度比较快，容易在工件内部产生淬火应力，造成产品变形、开裂以及淬火脆性；3、产品加热过程中表面容易被氧化，造成产品表面脱碳，给丝锥板牙造成致命伤；4、盐浴热处理后，产品表面回油化工盐残留，必须进行表面酸洗和处理，工艺复杂。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺，在全密封状态下依靠热辐射进行层级加热同时对真空炉进行层级抽真空，加热经保温后在密封真空状态下高压氮气保护冷却，达到淬火的效果，对环境没有污染，升温速度缓慢，避免产品变形和开裂，高硬度下脆性小韧性好，整个过程都在真空下进行，不会造成产品表面脱碳。

本发明的具体技术方案为：一种高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺，包括真空气淬火工艺和真空回火工艺，其中：真空气淬火工艺包括热辐射层级加热、层级加热的同时伴随着层级抽真空、真空高温保温、高压氮气保护冷却，真空回火工艺包括抽真空的同时加热到回火温度、保温和氮气保护冷却。经过真空气淬火和真空回火，得到高速钢丝锥板牙的最优性能，丝锥板牙的切削螺纹内部组织致密，高硬度下具有较好的韧性，真空热处理，对环境没有污染，升温速度缓慢，避免产品变形和开裂，整个过程都在真空下进行，不会造成产品表面脱碳。

进一步，层级加热分为四级且在加热过程中进行预热，第一级加热从常温加热到560℃，加热时间为45-50min，第一级加热后保持560℃进行第一级预热，第一级预热时间为45-50min；第一级预热后进行第二级加热，加热到850℃，加热时间为25-30min，加热后保持850℃进行第二级预热，第二级预热时间为60min；第二级预热后进行第三级加热，加热到1100℃，加热时间为25-30min，加热后保持1100℃进行第三级预热，第三级预热时间为10min；第三级预热后再进行第四级加热，10min加热到1210℃，加热结束。

进一步，真空高温保温的温度为1210℃，保温时间为15min，保温时的真空度为0.2bar。

进一步，抽真空从常压按照层级递增的方式进行，在加热温度为850℃之前，抽真空的层级与加热的层级相同，加热的同时伴随抽真空，第一级抽真空从常压到0.6bar，然后进行保压，再进行第二级抽真空，从0.6bar到0.2bar，并一直保压。

进一步，氮气保护冷却时间28min，氮气压力为6bar，冷却温度为从1210℃冷却45℃以下。

进一步，真空回火加热温度从常温加热到560℃，加热时间为60min，回火时的保温温度为560℃，保温时间不少于120min，氮气保护冷却时氮气压力为2bar，回火时抽真空达到0.2bar。

本发明的有益效果是：经过真空气淬火和真空回火，得到高速钢丝锥板牙的最优性能，丝锥板牙的切削螺纹内部组织致密，高硬度下具有较好的韧性，真空热处理，对环境没有污染，升温速度缓慢，避免产品变形和开裂，整个过程都在真空下进行，不会造成产品表面脱碳。

附图说明

图1是本发明一种真空气淬火的工艺示意图；

图2是本发明一种真空回火的工艺示意图；

图中：1、第一级加热，2、第一级预热，3、第二级加热，4、第二级预热，5、第三级加热，6、第三级预热，7、第四级加热，8、高温保温，9、氮气保护冷却，10、第一级抽真空，11、保压，12、第二级抽真空，13、回火加热，14、真空保温，15、氮气保护冷却。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例：一种高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺，包括真空气淬火工艺（参见图1）和真空回火工艺（参见图2），其中：真空气淬火工艺包括热辐射层级加热、层级加热的同时伴随着层级抽真空、真空高温保温、高压氮气保护冷却，真空回火工艺包括抽真空的同时回火加热到回火温度、保温和氮气保护冷却。

层级加热分为四级且在加热过程中进行预热，第一级加热1从常温加热到560℃，加热时间为47min，第一级加热后保持560℃进行第一级预热2，第一级预热时间为50min；第一级预热后进行第二级加热3，加热到850℃，加热时间为29min，加热后保持850℃进行第二级预热4，第二级预热时间为60min；第二级预热后进行第三级加热5，加热到1100℃，加热时间为26min，加热后保持1100℃进行第三级预热6，第三级预热时间为10min；第三级预热后再进行第四级加热7，10min内加热到1210℃，加热加热结束。层级加热的同时伴随这层级抽真空，层级抽真空从常压按照层级递增的方式进行，在加热温度为850℃之前，抽真空的层级与加热的层级相同，加热的同时伴随抽真空，第一级抽真空10从常压到0.6bar，然后进行保压11，再进行第二级抽真空12，从0.6bar到0.2bar，并一直保压。

层级加热结束后进行真空高温保温8，高温保温的温度为1210℃，保温时间为15min，保温时的真空度为0.2bar。

高温保温结束后进行氮气保护冷却9，氮气保护冷却时间28min，氮气压力为6bar，冷却温度为从1210℃快速冷却45℃以下。

真空回火时，回火时抽真空达到0.2bar，回火加热13的加热温度从常温加热到560℃，加热时间为60min，回火加热后进行真空保温14，保温温度为560℃，保温时间120min，保温结束后进行冷却，采用氮气保护冷却15的方式，氮气保护冷却时氮气压力为2bar，。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种高速钢丝锥板牙真空气淬火热处理工艺，包括真空气淬火工艺和真空回火工艺，其中：真空气淬火工艺包括热辐射层级加热、层级加热的同时伴随着层级抽真空、真空高温保温、高压氮气保护冷却，真空回火工艺包括抽真空的同时加热到回火温度、保温和氮气保护冷却。经过真空气淬火和真空回火，得到高速钢丝锥板牙的最优性能，丝锥板牙的切削螺纹内部组织致密，高硬度下具有较好的韧性，真空热处理，对环境没有污染，升温速度缓慢，避免产品变形和开裂，整个过程都在真空下进行，不会造成产品表面脱碳。

技术研发人员：徐水木
受保护的技术使用者：杭州杭刃工具有限公司
技术研发日：2017.09.29
技术公布日：2018.02.09