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改善高速铲削性能新工艺——沸水淬火
高速钢均以退火状态交货,其硬度大多在207~255HBW,这么低的硬度在铲削加工时,齿面难以达到Ra≤3.2μm的表面粗糙度值。为了改善铲削性能,国内大多工具厂采用不完全淬火+高温回火的调质工艺,工艺曲线如图3所示,调质后硬度为36~42HRC。实施这一工艺有点难度:一是硬度不均匀,粘在工件上的残盐影响冷却效果而产生软点;二是很难将硬度控制在工艺范围内;三是清洗费时生产成本高。我们经试验证明,沸水淬火速度快、成本低、质量稳定,完全可以取代原来费时费电的调质工艺。水爆工艺如图4所示。
实施水爆工艺,要求坯料最好是同炉号,严格控制加热温度和水爆时间。同炉号料成分一致、相变相同,水爆后硬度基本相同;加热温度高溶入奥氏体的碳化物就多,水爆后硬度就高,加热温度低水爆后硬度不足;水爆时间以2~4s为宜。水爆时间越长,硬度越高。表2为W18、M2钢不同尺寸水爆时间同硬度的关系。
从表2可知,要想得到理想的硬度值,水爆时间不能超过4s。
沸水淬火节能环保,水温恒定在100℃,各处冷却速度相同,水爆后表面硬度一致;因为沸水的冷却速度比油还慢,所以不必担心淬裂;水瀑后利用本身的余热自回火,无须再回火。和传统调质、低温退火工艺相比,沸水淬火很优越。
高速钢退火费时费电,不能随意,必须改革创新,工艺节能大有作为。