刀具如何淬火才合适?请教详细步骤
不是所有的钢(铁)都可以通过淬火来增加硬度提高质量的。普通刀具(如普通水果刀。裁纸刀。不锈钢手工刀等)是无法进行淬火的。淬火一半采用(水)爆冷或油(机油或润滑油)爆冷。简单地说就是将刀具烧红(近似发白)。立即放入水或油中即可。黑色金属采用这种手段可增加材料的硬度提高质量。而有色金属(如铜管。铝。不锈钢等)采用这种手段以后反而削弱了材料的硬度。以便用来二次加工或辅助成型。(如冰箱,空调机及机械设备上的欧姆管,u形管等)
YG3X 适于铸铁、有色金属及合金淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。
YG6A 适于硬铸铁,有色金属及其合金的半精加工,亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。
YG6X 经生产使用证明,该合金加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢可获得良好的效果,也适于普通铸铁的精加工。
铝、铜、钛、锆一般都要求退火状态,是因为在这种状态下,材料才有更好的塑性和韧性,才适合压力容器使用。
厚钢板要求正火状态是为了得到更好的力学性能;不锈钢固溶状态是为了形成稳定的奥氏体组织。
序号标准级别号标准名称
1JB/T 10174-2000钢铁零件强化喷丸的质量检验方法
2JB/T 10175-2000热处理质量控制要求
3JB/T 3999-1999钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火
4JB/T 4155-1999气体氮碳共渗
5JB/T 4202-1999钢的锻造余热淬火回火处理
6JB/T 4390-1999高、中温热处理盐浴校正剂
7JB/T 7951-1999淬火介质冷却性能试验方法
8JB/T 8929-1999深层渗碳
9JB/T 9197-1999不锈钢和耐热钢热处理
10JB/T 9198-1999盐浴硫氮碳共渗
11JB/T 9199-1999防渗涂料技术要求
12JB/T 9200-1999钢铁件的火焰淬火回火处理
13JB/T 9201-1999钢铁件的感应淬火回火处理
14JB/T 9202-1999热处理用盐
15JB/T 9203-1999固体渗碳剂
16JB/T 9204-1999钢件感应淬火金相检验
17JB/T 9205-1999珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验
18JB/T 9206-1999钢件热浸铝工艺及质量检验
19JB/T 9207-1999钢件在吸热式气氛中的热处理
20JB/T 9208-1999可控气氛分类及代号
21JB/T 9209-1999化学热处理渗剂技术条件
22JB/T 9210-1999真空热处理
23JB/T 9211-1999中碳钢与中碳合金结构马氏体等级
24JB/T 8555-1997热处理技术要求在零件图样上的表示方法
25JB/T 4215-1996渗硼(代替JB4215-86和JB4383-87)
26JB/T 8418-1996粉末渗金属
27JB/T 8419-1996热处理工艺材料分类及代号
28JB/T 8420-1996热作模具钢显微组织评级
29JB/T 7709-1995渗硼层显微组织、硬度及层深测定方法
30JB/T 7710-1995薄层碳氮共渗或薄层渗碳钢铁显微组织检验
31JB/T 7711-1995灰铸铁件热处理
32JB/T 7712-1995高温合金热处理
33JB/T 7713-1995高碳高合金钢制冷作模具用钢显微组织检验
34JB/T 4218-1994硼砂熔盐渗金属(代替JB/Z235-85和JB4218-86)
35JB/T 7500-1994低温化学热处理工艺方法选择通则
36JB/T 7519-1994热处理盐浴(钡盐、硝盐)有害固体废物分析方法
37JB/T 7529-1994可锻铸铁热处理
38JB/T 7530-1994热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件
39JB/T 6954-1993灰铸铁件接触电阻淬火质量检验和评级
40JB/T 6955-1993热处理常用淬火介质技术要求
41JB/T 6956-1993离子渗氮(代替JB/Z214-84)
42JB/T 6047-1992热处理盐浴有害固体废物无害化处理方法
43JB/T 6048-1992盐浴热处理
44JB/T 6049-1992热处理炉有效加热区的测定
45JB/T 6050-1992钢铁热处理零件硬度检验通则
46JB/T 6051-1992球墨铸铁热处理工艺及质量检验
47JB/T 5069-1991钢铁零件渗金属层金相检验方法
48JB/T 5072-1991热处理保护涂料一般技术要求
49JB/T 5074-1991低、中碳钢球化体评级
50GB/T 18177-2000钢的气体渗氮
51GB/T 7232-1999金属热处理工艺术语
52GB/T 17358-1998热处理生产电能消耗定额及其计算和测定方法
53GB/T 16923-1997钢的正火与退火处理
54GB/T 16924-1997钢的淬火与回火处理
55GB15735-1995金属热处理生产过程安全卫生要求
56GB/T 15749-1995定量金相手工测定方法
57GB/T 13321-1991钢铁硬度锉刀检验方法
58GB/T 13324-1991热处理设备术语
59GB/T 12603-1990金属热处理工艺分类及代号
60GB/T 11354-1989钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验
61GB/T 9450-1988钢铁渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核
62GB/T 9451-1988钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定
63GB/T 9452-1988热处理炉有效加热区测定方法
64GB/T 8121-1987热处理工艺材料名词术语
65GB/T 5617-1985钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定
材料淬火后的性能“弊端”只是相对而言。并非所有金属材料都能淬火处理。
淬火后的性能“弊端”
从技术实用性出发,人们对材料的性能进行了测试。各种数据对材料进行了多个方面的描述。例如:强度、硬度、冲击韧性、疲劳极限等等。这些数据方便了人们对材料进行评价。也容易凸显材料某种性能的不足和“弊端”。
材料某个方面的“性能”就像一头大象的耳朵、腿、尾巴、鼻子等。“所有性能参数都是材料内在(禀)性能的外在表现。”如果用一个性能参数定论材料,就是“瞎子摸象”。
材料内在的东西是“化学成分与组织结构”。“淬火”工艺是通过控制固态相变,实现马氏体相变的过程。马氏体相变是内在的;材料的外在性能也自然相应发生了改变。例如,钢淬火后硬度显著提高了。特别是含碳量高的钢,硬度提高很显著。但是,钢的脆性也大大增加了。这可以视为钢淬火后的“弊端”。
为了消除这一弊端,或者说,尽量压制和缩小弊端,才对淬火后的钢进行“回火”处理!回火是一个“扩散性固态相变过程”。通过回火处理,淬火组织得到了改善;脆性降低。可见,只有内在的调整才能改善外在的性能。
“弊端”是完全可以控制、缩小、乃至于消除的。
2. 不适合“淬火”处理的材料
通过上述分析可见,只有能够实现马氏体固态相变的材料才能够“淬火”处理。除了常说的钢铁材料之外,不管是有色金属还是黑色金属一概如此。
例如:有色金属的“记忆合金”,高分子材料的“记忆塑料”,都可以通过“淬火”工艺处理。
反之,不能够实现固态相变,特别是马氏体与下贝氏体固态相变的材料不能够进行淬火处理。
例如:工业纯铁、纯铜、纯铝等材料,不能够淬火处理。
目前,市场上常见的刀具有以下几种:硬质合金刀具,陶瓷刀具和CBN数控刀具。
1) 硬质合金刀具
在使用硬质合金刀具加工淬火后60度工件时,切削刃在切削过程中温度升高,刀刃磨损较快,不是加工淬火后60度工件的理想刀具材料。
2) 陶瓷刀具
陶瓷刀具有极高的硬度和耐磨性,耐热性也极好,耐热温度在1200℃以上,当陶瓷刀具加工淬火后60度工件时,切削速度比之前的硬质合金刀具高出3~10倍左右,大大提高了加工效率,但是当遇到断续加工工况以及粗车工序时,陶瓷刀具又极易崩刃。所以陶瓷刀具比较适合于连续精加工淬火后60度钢件。
3) CBN刀具
CBN刀具属于超硬材料,硬度高,能够达到8000~9000HV,耐热性和耐磨性也很好。PCBN刀具是立方氮化硼细小的晶粒在高温高压下合称,所以具有高硬度和好的耐磨性,比较适合于加工HRC45以上的金属材料。所以当机床刚性足够的时候,CBN刀具KBN100,KBN200等CBN刀片牌号是理想的刀具材料用于加工淬火后60度钢件。
推荐选用立方氮化硼。不过前提条件是你使用的机床主轴精度要好,一般跳动不能超过0.01mm左右。另外加工时注意选用合适的加工参数,线速要在6-8米左右,太慢了刀具反而发挥不了性能。不过这样加工有一个不太好的地方是切削温度会很高,切削的温度会达到800度以上,所以必须要有良好的冷却才行。
金刚石虽然硬度比立方氮化硼高,但金刚石刀具的韧性稍差,容易与铁产生化学反应,在700~800℃时就会碳化所以一般只用于有色金属的高光洁度精加工。
立方氮化硼是仅次于金刚石的物质,它不易与铁属元素粘结,且热稳定性高,在1300度左右的高温下还能保持良好的稳定性,据文献资料最高切削速度可达一千多米。
一些工件淬火后的以车代磨工艺主要采用立方氮化硼刀具。
①天然金刚石刀具,是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。②PCD金刚石刀具,适用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面切削。
③CVD金刚石刀具,CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近,在一定程度上又克服了它们的不足。
PCBN刀具
PCBN刀具可分为整体PCBN刀片和与硬质合金复合烧结的PCBN复合刀片。PCBN复合刀片是在强度和韧性较好的硬质合金上烧结一层O.5~1.0mm厚的PCBN而成的,其性能兼有较好的韧性和较高的硬度及耐磨性,它解决了CBN刀片抗弯强度低和焊接困难等问题。
陶瓷刀具
陶瓷刀具材料种类一般可分为氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、复合氮化硅一氧化铝基陶瓷三大类。其中以氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具材料应用最为广泛。氮化硅基陶瓷的性能更优越于氧化铝基陶瓷。
涂层刀具
根据涂层方法不同可分为化学气相沉积(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。根据基体材料的不同可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料上的涂层刀具等。根据材料的性质又可分为硬涂层刀具和软涂层刀具。还有受欢迎的纳米涂层刀具。
硬质合金刀具
按主要化学成分区分,硬质合金可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛(TiC(N))基硬质合金。其中碳化钨基硬质合金包括钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、添加稀有碳化物类(YW)三类,它们各有优缺点,主要成分为碳化钨
(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)、碳化铌(NbC)等。
高速钢刀具
按用途不同,高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。通用型高速钢,一般可分钨钢、钨钼钢两类。这类高速钢含加(C)为0.7%~0.9%。高性能高速钢主要有以下几大类:①
高碳高速钢。② 高钒高速钢。③ 钴高速钢。④ 铝高速钢。⑤ 氮超硬高速钢。