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熱處理工程師教你如何提高切削刀具的使用壽命

來源:新鄉(xiāng)市天馬工業(yè)爐有限公司 發(fā)布時間:2019-09-11 02:28 瀏覽次數(shù):

國產(chǎn)刀具和國外刀具相比,切削壽命有較大的差距,有人懷疑刀具材料不給力,不如國外好,于是從國外進(jìn)口M42、M35等高性能高速鋼甚至粉末高速鋼,但刀具質(zhì)量還是不如人家。行家們分析認(rèn)為是熱處理技不如人。以下就如何提高刀具壽命談點(diǎn)切身體會,僅供參考。

 

1.  重視碳化物的核心作用

高速鋼熱處理搞來搞去都在做碳化物的轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)化工作。碳化物對高速鋼刀具來說,它是一把雙刃劍,處理得好,它保證高速鋼有很高的硬度、耐磨性和紅硬性;處理不好導(dǎo)致過熱過燒,從而影響刀具壽命。為了提高高速鋼刀具壽命,就必須深入了解鋼中的碳化物,深刻認(rèn)識碳化物的生成與變化規(guī)律。我們要和碳化物作斗爭,使之向著有利于提高刀具壽命的方向發(fā)展。

 

最直觀的要檢查碳化物的不均勻度,通過壓力加工改善碳化物的形態(tài)與分布,淬火加熱關(guān)注碳化物的溶解度,檢查回火態(tài)碳化物的變化。

 

2.檢查晶粒度一定要看碳化物溶解度

高速鋼晶粒度的檢查,歷來都作為檢查高速鋼淬火質(zhì)量的重要手段,有的甚至作為除測硬度外的唯一手段。晶粒度對于高速鋼刀具壽命到底有多大影響?國內(nèi)外同行看法不一甚至有較大的分歧。

 

前蘇聯(lián)對¢8mmP6M5(M2)鋼直鉆進(jìn)行了試驗(yàn)表明,晶粒度為9.5級時刀具有最佳的使用壽命(鉆孔數(shù)460個),晶粒度過細(xì)或過粗,鉆頭壽命都會降低。我們在創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)國家品牌鉆頭活動中,深有同感,但應(yīng)補(bǔ)充兩點(diǎn):碳化物溶解要充分;熱處理后硬度>65HRC。

 

不同刀具對淬火奧氏體晶粒度和碳化物溶解程度的要求是不一樣,如齒輪滾刀晶粒度9級,車刀8級,碳化物溶解要充分,機(jī)用絲錐則要10.5號細(xì)晶粒,碳化物溶解一般即可。

 

晶粒度粗細(xì)充其量不過是反映淬火加熱溫度的高低,對要求高紅硬性的刀具,碳化物溶解程度比晶粒度更重要,所以爐前看金相時,一定要兩者兼顧,不可偏廢。

 

3.硬度問題

筆者在多篇論文中反復(fù)強(qiáng)調(diào)“硬度是表面現(xiàn)象,金相組織才是本質(zhì)”的基本觀點(diǎn)。對于高速鋼刀具而言,要取得>64HRC的高硬度只是舉手之勞,但要取得理想的金相組織可不是一件容易的事。比如M42之類的超硬高速鋼,并非硬度越高越好,而是有一個比較適合的范圍。硬度太高,不光不會高壽命,反而會折壽。高速鋼刀具歷來不以硬度高低論英雄。對于具體鋼號制作的具體刀具在具體工作條件下,存在一個比較實(shí)用的硬度值,高了低了都不會高壽命。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),HSS鋼刀具硬度在65~66HRC;HSS-E鋼刀具66~67HRC;HSS-L鋼刀具不能因?yàn)槭堑秃辖鸲档陀捕?,也?yīng)該達(dá)到HSS鋼65~66HRC的水平。人們在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),高壽命的刀具一般都是高硬度,但高硬度者不一定高壽命。我們要在用足韌性的前提下,力求高硬度。

 

4.表面強(qiáng)化

有人說高速鋼刀具熱處理潛力控盡,應(yīng)該大做表面文章,此話有一定道理,但不太全面。

 

高速鋼刀具表面強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展非常快,目前主要有蒸汽處理、氧氮化、TiN涂層、TiA1N涂層及多層復(fù)合涂等。它們對提高刀具壽命很有幫助。

 

表面強(qiáng)化有兩個問題必須注意:即前處理一定要過硬,硬度偏低或過熱超標(biāo)之刀具,不管如何強(qiáng)化都不會有高壽命;表面強(qiáng)化一定要有針對性,以最終提高刀具壽命為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

 

5.努力穩(wěn)定刀具壽命

國內(nèi)外市場反饋表明,一個高質(zhì)量的刀具產(chǎn)品不僅平均壽命高,而且質(zhì)量穩(wěn)定,刀具壽命重復(fù)性好。我國相當(dāng)一部分工具廠刀具壽命低,不是每件產(chǎn)品的壽命都低,而是壽命相差懸殊,分散度太大,致使刀具平均壽命大大下降。國內(nèi)不少工具都曾做過這樣的試驗(yàn):單件相比,國內(nèi)刀具并不比國外差,但任取10件PK,國內(nèi)刀具總會有1~2件不盡人意。

 

產(chǎn)品質(zhì)量與刀具壽命穩(wěn)定與否是一個工廠的技術(shù)水平、管理水平等方面的綜合反映。要使刀具壽命高可不是一件容易的事,它是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,從原材料把關(guān)、機(jī)械加工、熱處理、一直到產(chǎn)品的最后包裝出廠等各個環(huán)節(jié),都必須有一套嚴(yán)格的規(guī)章制度、正確的工藝文件、齊備的檢測手段和工作人員的良好素質(zhì)。

 

計(jì)算機(jī)在熱處理加熱爐上精密控溫及真空等先進(jìn)加熱設(shè)備的成功運(yùn)用,對穩(wěn)定和提高刀具產(chǎn)品質(zhì)量作出了積極貢獻(xiàn),另外德國蔡司金相顯微鏡也為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量增加砝碼。

 

綜上所述,提高我國刀具壽命需要正能量,鋼廠要給力,機(jī)械加工要給力,但最要緊的還是熱處理同仁要爭氣。只要認(rèn)認(rèn)真真做好每一個環(huán)節(jié),我們一定能夠制造出高壽命的刀具,為中國成為世界機(jī)械制造強(qiáng)國盡責(zé)盡力。

摘自《金屬加工(熱加工)》雜志


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