超低温处理改善高速钢刀具性能

2010年04月01日 9:6 4424次浏览 来源:   分类:

  超低温处理作为一种新工艺,70年代以来,随着低温绝热技术的发展,在国外得到广泛的研究和应用。国内从80年代开始了该技术的研究。超低温处理主要用于改善工件的性能,提高刀具的使用寿命。超低温处理的一个不确定因素是,不同的刀具材料或者同一种刀具材料处于不同的热处理状态,其超低温处理的效果是不同的。有的材料经超低温处理后,能显著改善刀具的性能和提高使用寿命,如高碳铬模具钢、硅刀具钢、碳素工具钢、铬钼热模钢、钨钼高速钢等经低温处理后性能均能显著改善;而有些材料经超低温处理后性能改善不明显,如不锈钢、镍铬钼合金钢、普通碳素钢、铸铁等。
  目前对超低温处理作用机理解释为:工件在超低温处理过程中,内部的残余奥氏体转变成马氏体,同时伴随着一些细小而弥散的碳化物析出。也有人认为,除了上述情况外,在超低温处理过程中,工件内还发生了某种马氏体的相转变。
  W6Mo5Cr4V2钢(以下简称W6钢)刀具与陶瓷刀具以及硬质合金刀具相比,具有通用性好,成本低,易加工成型等优点,但其红硬性和耐磨性相对较差,使用寿命较短。为解决这一问题,我们对W6钢冷挤压冲头和麻花钻作了超低温处理试验,并用于生产实践。结果表明,超低温处理改善了W6钢刀具的性能,提高了使用寿命。


  试验材料与方法
  试验工件为云南省楚雄活塞销厂生产的W6高速钢冷挤压冲头以及昆明手扶拖拉机厂用的高速钢麻花钻。
  对冷挤压冲头的超低温处理采用两种工艺,一种是对经淬火、回火及磨削加工的成品件进行处理,将冲头分为5组,每组3件,直接浸泡在液氮中,分别保冷3天、4天、5天、6天、7天后,取出在空气中放至室温,直接使用;另一种是对未经磨削的半成品进行超低温处理并回火,磨削后投入使用。对W6高速钢麻花钻的处理同样是分批直接浸入液氮中保冷,时间分别为3天、4天、5天,视麻花钻直径大小而定。对经超低温处理和未经处理的工件,在生产中做加工对比试验,并做相应的性能试验和电镜组织分析。
  试验结果及分析
  生产使用结果
  未经超低温处理的W6冲头每支可挤压8500只合格产品;经超低温处理并经直接投入使用的冲头可挤压13000~15000只合格产品,最高的可挤压28500只,其中保冷5天的效果最佳。冲头的平均寿命提高了1.5倍。经超低温处理后,再回火、磨削后投入使用的冲头,效果欠佳。
  未经处理的麻花钻每刃磨一次可钻40~50孔;经超低温处理的φ13W6高速钢麻花钻,在相同的切削条件下(切削量为n=341r/min;f=0.1mm/r,切削冷却液为5%乳化液),加工ZG45钢精铸件,麻花钻每刃磨一次可钻100~110孔。

责任编辑:hq

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