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改善高速鏟削性能新工藝——沸水淬火
高速鋼均以退火狀態交貨,其硬度大多在207~255HBW,這么低的硬度在鏟削加工時,齒面難以達到Ra≤3.2μm的表面粗糙度值。為了改善鏟削性能,國內大多工具廠采用不完全淬火+高溫回火的調質工藝,工藝曲線如圖3所示,調質后硬度為36~42HRC。實施這一工藝有點難度:一是硬度不均勻,粘在工件上的殘鹽影響冷卻效果而產生軟點;二是很難將硬度控制在工藝范圍內;三是清洗費時生產成本高。我們經試驗證明,沸水淬火速度快、成本低、質量穩定,完全可以取代原來費時費電的調質工藝。水爆工藝如圖4所示。
實施水爆工藝,要求坯料最好是同爐號,嚴格控制加熱溫度和水爆時間。同爐號料成分一致、相變相同,水爆后硬度基本相同;加熱溫度高溶入奧氏體的碳化物就多,水爆后硬度就高,加熱溫度低水爆后硬度不足;水爆時間以2~4s為宜。水爆時間越長,硬度越高。表2為W18、M2鋼不同尺寸水爆時間同硬度的關系。
從表2可知,要想得到理想的硬度值,水爆時間不能超過4s。
沸水淬火節能環保,水溫恒定在100℃,各處冷卻速度相同,水爆后表面硬度一致;因為沸水的冷卻速度比油還慢,所以不必擔心淬裂;水瀑后利用本身的余熱自回火,無須再回火。和傳統調質、低溫退火工藝相比,沸水淬火很優越。
高速鋼退火費時費電,不能隨意,必須改革創新,工藝節能大有作為。