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W6Mo5Cr4V2高速钢钻头热处理工艺的优化


日期:2020-01-29     阅读:1344     

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钻头热处理工艺设计是确定钻头寿命的关键。江西省科学院应用物理研究所优化了高速钢钻头的热处理工艺,取得了良好的效果。以W6Mo5Cr4V2钢直柄钻头的热处理为例(技术要求:手柄硬度3545HRC,刀片硬度6366HRC;变形:直径跳动≤0.06mm;表面不得有氧化,脱碳,腐蚀等缺陷等),他们已经采取了以下优化措施。

首先,优化加热和淬火工艺

与传统的热处理工艺相比,优化后有两个特点:

1)进行两次预热,一次低温预热(600°C)和一次中温预热(860°C),而不是直接高温加热。在淬火和加热之前,通过分级的预热处理缩短了高温保持时间,减缓了钻头氧化和脱碳的趋势,并减小了温度差,这有利于减少钻头的变形。

2)使用分级和等温淬火。在钻头冷却过程中,将高温加热的钻头放置在570°C的钙盐炉中短暂停留。钻头内部和外部的温度保持一致后,将其放置在270°C的硝酸盐炉中。时间到了,终于风冷了。

在确保对钻头进行淬火后所需的机械性能的前提下,对钻头进行淬火可以减小钻头的温度差,减小热应力,并减小变形趋势。奥氏体回火有利于残余奥氏体向低贝氏体的转变,这降低了钻头的脆性,提高了钻头的韧性,并降低了钻头开裂的趋势。

第二,优化回火工艺

在传统的多次回火工艺下,回火和低温处理相结合可以提高高速钢直柄钻的硬度和耐磨性。通过低温处理,高速钢的显微组织中的一些残留奥氏体转变为马氏体,细分散的碳化物颗粒沉淀在马氏体的晶界上。一方面,碳化物的析出可以消除由新老马氏体引起的一些内应力;另一方面,由于这些细碳化物的存在,有利于提高高速钢的硬度和耐磨性,并在一定程度上改善高速钢。弹性。这是因为从这样的马氏体基体自身析出的细分散的碳化物既具有高耐磨性又具有第二相强化效果。

三个改进的热处理夹具

在传统工艺中,通常需要在对叶片进行淬火和回火后对具有所需硬度的柄进行淬火;或在高温盐浴中加热时,不对钻头采取任何辅助措施,并且将钻头直接与金属丝绑在一起。将单件放入炉中并控制将钻头浸入盐中的深度。由于钻头的尺寸小且形状不规则,因此在批量生产中高频淬火效率非常低;单件式的加热淬火方法不仅效率低下,而且劳动强度大,容易使手柄的硬度过高。因此,有必要设计一种特殊的热处理辅助治具。

可以使用辅助治具执行以下步骤:

1)将钻头放入夹具中进行预热; 2)第二次预热后,将钻头和夹具一起浸入盐浴中; 3)等待进入高温炉,让钻头从盐中取出。熔池的表面暴露在外,恰好是钻头的凹槽,仅将钻头的边缘留在盐池中。通过上述夹具的巧妙设计,可以对钻杆进行不完全淬火以满足其硬度要求。这样,不仅提高了劳动生产效率,而且提高了产品合格率。

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