复合刀具毕业设计(五).doc

5．刀具制造热处理
刀具的热处理主要是提到材料的物理性能，首先降低强度，容易加工。其次表面处理提高硬度。最后，刀片的热处理，提高机械性能。
5.1刀具热处理的基本知识
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。
金属组织：
  金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。
 合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。
 机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。分别讨论各种机械性能。
分别讨论各种机械性能。
1. 强度：强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。
2. 塑性：塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
3. 硬度：硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。
常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。
5.1.1刀具的正火和退火
正火：将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
退火：将亚共析钢工件加热至Ac3以上30—50℃，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500℃以下在空气中冷却的热处理工艺 
正火是一种低成本的热处理方案。
适用于碳素钢及中、低合金钢，因为高合金钢的奥氏体非常稳定，即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。对于低碳钢、低碳低合金钢，细化晶粒，提高硬度（140～190HBS），改善切削加工性能；对于过共析钢，消除二次网状渗碳体，有利于球化退火的进行。
正火和退火主要有四个区别：
(1)正火的温度较高,退火的温度较低.
(2)正火的冷却速度比退火的冷却速度快.
(3)使用效果不同，在渗碳处理以后，正火能消除网状渗碳体，退火则不能.对含碳量在0.25％以下的钢， 正火后可提高硬度，改善切削加工性能，退火却做不到。
(4)正火的周期短，操作方便；退火的周期长，操作较麻烦(指需要控制一定的冷却速度)。
金属热处理的工艺：热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。
加热是热处理的重要步骤之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。
工艺路线如下： 
　锻坯—退火—调质—粗车—稳定回火—粗车—精车—铣健槽—粗磨—氮化—精磨成活 
改进后的加工工序如下：
　锻坯—退火—调质—粗车—稳定回火—精车（Ⅰ）—铣键槽—稳定回火—精车（Ⅱ）—粗磨—配制假键—氮化—精磨成活 
5.1.2刀具的淬火和回火
淬火概念：淬火:将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。
回火概念：回火 ：将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
5.2刀具热处理的工艺编制
5.2.1刀具的淬火工艺过程的编制
1.淬火要求：
（1）淬火温度为220℃－250℃
（2）淬火时间如表5.1：
表5.1 淬火时间
合金牌号
YG8,YG6
YG15,YG8C
YG11C
YT5,YG4C,YA6,YG6X,YW3
YT15,YG4
YT14,YW2
YT30,YT60,YG3YG3XYG2,YW1
淬火时间(小时)
6H
8H
12H
24H

5.2.2刀具的正火工艺过程的编制
钢的淬火工艺包括淬火加热工艺及冷却工艺。
1.淬火加热工艺
淬火加热温度：计算淬火加热温度的经验公式为：
共析、过共析钢：　　t=Ac1+(30～70)℃
亚共析钢：　　t=Ac3+(30～70)℃
淬火加热时间：最常用的方法是根据工件有效厚度来计算加热时间，其公式为：　　t=k×D 式中D－工件有效厚度，;k－加热系数，若是在800－900℃的箱式炉中加热，k=1min/。需要注意的是：加热温度越高，加热时间越短;工件尺寸越小，k值要越大;工件若有尖角、细刃，k值要取小些;对大型工件，特别是大型碳素钢工件，难以淬透，要计算加热时间，只要能使淬透的外层加热好就行了。
　　2.淬火冷却工艺
需淬火的工件加热后要放到冷却介质中激冷淬火。冷却是淬火的关键工序，它关系到淬火质量的好坏。同时，冷却也是淬火中最易出现问题的工序。淬火技术的高低，主要以冷却操作的优劣来体现。一般的钢淬火都需要快速冷却。
5.2.3刀具的吹砂工艺过程的编制
硬质合金钎焊刀具的焊后表面液体吹砂的工艺过程控制。
1 .硬质合金钎焊刀具液体吹砂工艺流程
钎焊──保温──回火──装筐──沸水清洗──清理焊瘤──酸洗──清洗──吹砂──钝化──检查──转下序加工
2.装筐
将钎焊后在珍珠岩中冷却至室温或回火后冷却至室温的刀具取出装入清洗筐中，并吊入沸水槽中，操作及运输中应轻拿轻放，防止磕碰，预防刀头掉块。
3. 沸水清洗
3.1 沸水水位及成分 ：沸水水位应高出清洗筐中的刀具50－100
成分：自来水＋3％－5％氯化钠
清洗时间： 向沸水槽中通入蒸汽使其沸腾，将水箱加盖，并根据所清洗刀具钎焊用焊料焊剂类型不同保持不同时间，见表5.2焊剂时间。

表5.2焊剂时间
钎料钎剂
沸水清洗时间（h）
高温钎料，硼砂
6～10
低温钎料，QJ102等
0.4～0.6

3.2 清洗到表1规定的下限时间后应观察刀具上钎剂被清洗的情况，如刀具上仍有钎剂，继续清洗，如已清洗干净即可吊出冷却，待冷却至室温后进行清理焊瘤操作，关闭蒸汽阀门。
4. 清理焊瘤
4.1 清理用设备 ：砂轮机，工具磨，旋转锉。
4.2清理部位：焊缝处及刀具后序不加工部位表面附着的焊料，
5.酸洗
5.1将已清理过焊瘤的刀具装入清洗筐，吊进酸洗槽进行酸洗，刀具应完全浸没于酸液中，盖上槽盖。
5.2 酸液成分: 70%工业盐酸＋30％水
酸洗时间： 15－30分钟，新酸取下限 旧酸取上限 将酸洗好的工具吊出后及时盖上槽盖。
6. 清洗
将酸洗好的刀具吊入清水槽清洗，清洗时应用吊车将工具在清洗槽中上下移动2－3次，吊出水面，用自来水冲洗干净。
7.吹砂：将清洗干净的工具运到吹砂机旁，做好吹砂准备。
7.1 吹砂设备：SS3 型液体吹砂机。
7.2 贮液箱磨料及缓蚀剂成分比例，如表5.3

表5.3
成 分
含 量
砂 子
更换新液每箱1.5～4Kg
亚硝酸钠
200g/L
水
25L

贮液箱每工作40小时更换一次新液。回收过滤可用的旧砂（用60目纱网）
每班应补充水至贮液箱中溢流口位置，并按补充水的量计算补充亚硝酸钠。
砂子粒度为36#，加入时可搭配加50％左右经过过滤清洗后的旧砂。
7.3调整过滤减压阀压缩空气压力在0.4～0.6Mpa
7. 4调整气动刮水器开关，使其摆动次数在每分钟20～60次
7.5按设备说明书进行吹砂操作。
7.6吹好的工具应取出吹砂机进行钝化处理，钝化液成分：亚硝酸钠 200g /升水 碳酸钠 3～5g/升水
8. 检查 : 吹砂并钝化后的工具由检查员进行检查
8.1非磨表面应为均匀的银灰色，无花斑
8.2 按图纸工艺检查钎焊各部尺寸
8.3检查刀片有无裂纹、掉块
8.4检查焊缝质量
9. 合格工件转下序加工，不合格工件按程序处理