机用绞刀的工艺改进

所以因为 · 发表于 2010-1-27 09:32:52

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本帖最后由所以因为于 2010-1-27 09:42 编辑

产品名称：机用直柄绞刀材料牌号：9SiCr
技术要求：柄部硬度30-45HRc，刃部硬度63-65HRc，径向跳动≤0.2mm
工艺使用设备：马蹄形中温盐浴炉（预热炉），板条形中温盐浴炉（淬火炉），硝盐分级炉，硝盐低温回火炉，硝盐高温回火炉，洛氏硬度机，校直机，热水清洗槽，发黑槽。
概述：9SiCr钢因含硅量较高（硅是石墨化元素），在热处理过程中容易脱碳，所以热处理后不允许绞刀刃部有脱碳现象，它的淬火温度为860-870℃，超过880℃容易使钢的奥氏体晶粒长大，淬火后得到粗大的马氏体组织，并使残奥增加，导致绞刀强度、硬度及耐磨性下降，影响绞刀使用性能和精度；但加热温度低于850℃其合金碳化物不能充分溶入奥氏体，合金元素不能发挥作用，淬透性和机械性能均受影响。
机用绞刀在未热处理前的组织状况为珠光体，球化级别为2-5级。经热处理后的组织应是马氏体+碳化物+残奥。9SiCr的淬透性比较好，尺寸45mm左右的绞刀，采用160℃分级冷却均能淬透，也可以用油冷却。
机用绞刀为我公司常规产品，规格、批量比较多；几十年来一直采用传统工艺生产操作，工艺上无任何突破。

机用绞刀原热处理工艺路线为：
1、柄部加热→冷却→清洗→回火→清洗→检测柄部硬度
2、刃部预热→加热→冷却→清洗→回火→清洗→检测刃部硬度及脱碳情况→发黑→外观检查→送出
机用绞刀原热处理工艺路线阐述
1、进行柄部处理：加热温度920℃，保温时间按15s/mm计算（属于快速加热）→从炉中取出浸入硝盐分级炉冷却，温度160℃→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→回火处理，用高温回火炉600℃加热，保温1h→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→检测柄部硬度。
2、进行刃部处理：预热温度650℃，保温时间按2min/mm计算→加热温度870℃，保温时间按2min/mm→从炉中取出浸入硝盐分级炉冷却，温度160℃（分级淬火，控制变形）→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→回火处理，硝盐低温回火炉160℃加热，保温时间2h→待工件冷至室温，用热水清洗槽清洗→检测刃部硬度及脱碳情况→校直→发黑→外观检测→送出。

改进后的机用绞刀热处理工艺路线为：[/size]
1、柄部加热→风冷→检测柄部硬度。
2、刃部处理工艺路线不变
改进后的机用绞刀热处理工艺路线阐述
1、进行柄部处理：加热温度950℃，保温时间按25s/mm计算（属于快速加热）→从炉中取出风冷→待冷至室温后检测柄部硬度。
2、刃部处理与原工艺路线相同。
总结：机用绞刀在使用时每分钟为40-80转/min，对柄部无强度要求，只要有一定的硬度和淬硬层即可满足其使用性能。
9SiCr机用绞刀柄部用950℃加热，因时间短，奥氏体晶粒度无明显长大倾向，采用风冷，待刃部处理结束后一起用160℃硝盐低温回火炉回火，柄部硬度达到32-33HRc。
此改进工艺大大缩短了生产周期，降低能耗，经济效益显著。工艺执行十多年来，无不良反映，适用于9SiCr各种机用、手用绞刀。
论坛各位同仁，如在处理此类型的产品时，可参考此工艺。
对此工艺有疑问或看法的，欢迎大家讨论交流，以便进一步完善，谢谢大家。

wwjxgz · 发表于 2010-1-27 11:35:45

回火工艺柄部硬度是多少？柄部采用风冷工艺，不同批次间硬度均匀吗？

所以因为 · 发表于 2010-1-27 12:21:07

柄部采用风冷正火工艺，因工件不同批次的规格不同，硬度高低有一些差别，但最低也基本在30HRC范围，能满足柄部硬度要求。我过去的单位是军工企业，对材料质量（化学成分）的控制比较严格，这一点很重要的。
您的第一个问题我是否已经回答？

所以因为 · 发表于 2010-1-27 15:11:02

开个玩笑没有关系，活跃一下论坛的气氛；谢谢您的评语和评分

我想是否还有更好的工艺思路，大家交流一下。

wwjxgz · 发表于 2010-1-28 08:51:42

不知有没有试过等温淬火工艺，下贝氏体的组织性能很好啊。

所以因为 · 发表于 2010-1-28 16:00:03

wwjxgz管理员的思路正确。
9SiCr在860℃加热时，Ms点约为170℃，在Ms点稍高处停留较长的时间（30—60），则发生贝氏体的转变。下贝氏体的韧性比马氏体略高，有高的强度，满意的硬度和较小的比容，一般在硝盐中分级等瘟的温度为180℃左右。
但9SiCr材料在Ms点以下（如160℃）的等瘟停留，也能提高钢的强度和韧性，减少变形，并能达到硬度要求的上限，这与残留内应力的降低及马氏体的分解有关系。

所以因为 · 发表于 2010-2-1 15:55:12

我们对机用绞刀工艺的改进，最初实施的是以下的方法和设想，应该说是最为简便的方法：
刃部预热→刃部加热→刃部加热快结束时，将柄部没入盐浴加热→目测柄部表面温度达到780℃（？）→出炉冷却→清洗→整体160℃回火→清洗→检测刃、柄部硬度及脱碳情况→发黑→外观检查→送出
工艺要点：控制柄部的加热温度，温度过高则硬度偏高，温度过低则不硬，使之淬火后硬度即在30-45HRC，然后与刃部同做低温回火。780℃只是估计，需视冷却条件实验确定。柄部温度可以通过控制加热时间或目测温度的方法控制。
实验结果下来，柄部不是不硬就是过硬，根本无法控制柄部硬度要求的范围，而且试验过多次，都是以失败告终。最后，还是采用正火处理的工艺。

laoguei · 发表于 2010-2-1 22:27:36

产品名称：机用直柄绞刀材料牌号：9SiCr
技术要求：柄部硬度30-45HRc，刃部硬度63-65HRc，
就是一个工件要求有两种硬度。如果是大批量生产，可以通过柄部缩短加热时间减少奥氏体量，来降低柄部硬度。缩短加热时间要看使用的设备和预热的时间而定，还要通过反复实验得出柄部硬度30-45HRc的加热保温时间。

所以因为 · 发表于 2010-2-2 10:50:44

回复 8# laoguei
当时的设想确实如您所说，通过缩短柄部加热时间来减少奥氏体量，以降低柄部硬度，但经过许多次试验，硬度很难控制在所要求的范围内。

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