[發(fā)明專利]一種刀具用鋼材的最終熱處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710765985.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107557542B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉仕爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島鉦瑞熱處理有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/42
• 分類號(hào): C21D1/42;C21D6/00
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種刀具用鋼材的最終熱處理方法，采用二次加熱再水淬，之后回火的最終熱處理方式，在初次加熱時(shí)特別設(shè)置了分段式升溫，使刀具用鋼材既可以達(dá)到較高的強(qiáng)硬度，又可避免由于后續(xù)水淬的冷卻速度過高，造成刀具變形或開裂。水淬后的回火冷卻階段，也是采用了分段式冷卻，對(duì)提高成品的耐磨損性能有一定幫助。并且，本發(fā)明的刀具用鋼材采用了特定的原料元素組成和配比，對(duì)Si、Mn、Cr、Mo、Co的含量和比例關(guān)系做了針對(duì)性調(diào)整，從而保證了最終熱處理后的產(chǎn)品獲得了良好的耐磨性能和使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及刀具鋼材領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種刀具用鋼材的最終熱處理方法。

背景技術(shù)

刀具用鋼材的好壞并不能僅僅從刀具的鋒利程度或硬度來(lái)看，而主要應(yīng)當(dāng)從它使用鋼材的：強(qiáng)硬度、抗腐蝕性、韌性、可加工性這四個(gè)方面綜合來(lái)評(píng)價(jià)。對(duì)于刀具的性能而言，最重要的制造步驟是熱處理，較差的鋼材經(jīng)過良好的熱處理也可能生產(chǎn)出更好的刀刃來(lái)，比較差或者很差的熱處理可能會(huì)使良好的刀具用鋼材失去它的一些固有特性，或者導(dǎo)致堅(jiān)硬的鋼變脆。

熱處理能改善鋼的顯微結(jié)構(gòu)，使達(dá)到所需的物理要求。韌性、硬度和耐磨性均是可以通過熱處理而獲得的特性。要獲得這些特性，需使用熱處理中的淬火、回火、退火等操作。鍛造后的刀具工件在一系列的加工后，通過最終熱處理可以使其的硬度、強(qiáng)度等指標(biāo)符合要求。特別是對(duì)于廢料破碎機(jī)用刀具所需要的使用環(huán)境，由于固體廢料中通常含有砂石等物，導(dǎo)致刀具磨損較快，往往2、3 個(gè)月就要換一次刀，且刀具費(fèi)用昂貴，同時(shí)磨損又帶來(lái)功耗增大。因此，如何通過改進(jìn)最終熱處理工藝，使刀具產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐磨損性能和使用壽命，是目前有待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決廢料破碎機(jī)刀具用鋼材的上述使用性能問題，本發(fā)明提供了一種刀具用鋼材的最終熱處理方法，該方法使刀具用鋼材能夠具有優(yōu)異的耐磨損性能和使用壽命。

一種刀具用鋼材的最終熱處理方法，其特征在于：所述最終熱處理為采用感應(yīng)加熱的方式，對(duì)粗加工后的刀具用鋼材進(jìn)行初次加熱至950～1050℃，保溫時(shí)間為2.5～3h，空冷至室溫，然后二次加熱至800～850℃，保溫1～2h后水淬，淬火時(shí)對(duì)水進(jìn)行攪動(dòng)，水淬后再次裝入加熱爐中，在500～600℃回火保溫1～2h，然后空冷至室溫。

所述刀具用鋼材成品的抗彎強(qiáng)度達(dá)到2000～2500MPa，硬度達(dá)60～65HRC。

所述刀具用鋼材原料包含以下元素組成：C:0.60-0.70%，Si:0.50-0.80%，Mn:0.30-0.50%，Cr:4.50-5.50%，Mo:0.80-1.20%，Co:1.20-1.50%，Al:0.05-0.10%，P＜0.01%，S＜0.02%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述最終熱處理的初次加熱具體為，將粗加工后的刀具用鋼材裝入感應(yīng)加熱爐中，在3～5h內(nèi)勻速升溫至400～450℃，保溫時(shí)間為0.5～1h，然后以50～80℃/h繼續(xù)升溫至950～1050℃，保溫時(shí)間為2.5～3h，空冷至室溫。

所述最終熱處理步驟之前，還包括按照化學(xué)成分及重量百分比冶煉和鍛造坯料、初次熱處理、粗加工，所述最終熱處理步驟之后還包括精加工步驟。

所述初次熱處理為將坯料裝入熱處理爐中，在800～850℃保溫時(shí)間為2.5～3h，之后隨爐冷卻至室溫。

所述最終熱處理步驟中，水淬后再次裝入加熱爐中，以30～50℃/h升溫至500～600℃回火，保溫1～2h，隨爐冷卻至200～250℃，然后出爐空冷至室溫。

在機(jī)床上對(duì)本發(fā)明的刀具用鋼材進(jìn)行切削試驗(yàn)，被切削材料為45鋼, 硬度HB160～200，切削速度為20m/min，轉(zhuǎn)數(shù)為1.9r/min，圓周進(jìn)給量0.3mm，徑向進(jìn)給量0.024mm，總切削深度為一次5.625mm，總切削長(zhǎng)1.5m，切削后測(cè)量磨損量為0.05～0.08mm，僅是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的廢料破碎機(jī)刀具的磨損量的一半。