[发明专利]一种高速钢刀具热处理工艺

说明书

本发明公开了一种高速钢刀具热处理工艺，包括步骤：（1）、锻造：将需要处理的高速钢材料锻造成所需刀具的初步形状，分两段锻造，保温；（2）、退火：分两段退火，然后在空气中或者油中自然冷却至室温；（3）、回火：分三段加热、保温；（4）、淬火：采用油冷方式将高速钢材料进行淬火处理；（5）、二次回火、冷却：重复步骤（3）后，依次在硝盐浴A、B中一冷却，后在空气中冷却；（6）、切削加工、磨刃；（7）、表面处理：在含碳气氛下，采用金属离子束注入高速钢刀具。本发明的工艺层次鲜明，相比传统方法更为精密，利于高速钢刀具各处性能的均匀性，在使用上，刃部增强增硬并可长久使用，是一种适用高速钢的高效工艺。

技术领域

本发明属于金属热处理领域，尤其涉及一种高速钢刀具热处理工艺。

背景技术

高速钢是机床上使用的，或者用于频繁切削金属材料外圆和切断面材料，切削时，摩擦产生大量的热，容易引起崩刃。因此髙速钢刀具需应具有硬度高、红硬性好和耐磨的特点；高速钢刀具失效的主要形式为磨损、崩刃和折断。

热处理工艺对高速钢的性能产生至关重要的影响，热处理能够提高刀具的硬度、红硬性和耐磨性，基本的思路是，高速钢刀具的预热分步，冷却、回火多步化和细化，淬火条件的控制，表面处理等。本发明开发出一种高速钢刀具热处理工艺，以期推动高速钢热处理发展，不断提高国产高速钢工具质量。

发明内容

发明目的：本发明提出一种高速钢刀具热处理工艺，工艺细化，兼具较佳的硬度、红硬性和耐磨性，同时成本较低，使用寿命长，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容：一种高速钢刀具热处理工艺，包括以下步骤：

（1）、锻造：将需要处理的高速钢材料锻造成所需刀具的初步形状，分两段锻造，初锻温度1150~1220℃，终锻温度775~850℃，然后在终锻温度下保温1.5~2h；

（2）、退火：分两段退火，分别是450~750℃随炉冷却，225~450℃油浴冷却，然后在空气中或者油中自然冷却至室温；

（3）、回火：分三段加热，第一段加热到375~450℃，保温25~35min，第二段加热到725~800℃，保温35～40min，第三段加热到1125～1180℃，保温25~30min；

（4）、淬火：采用油冷方式将高速钢材料进行淬火处理；

（5）、二次回火、冷却：重复步骤（3）后，在硝盐浴A中冷却至525～550℃，再在硝盐浴B中冷却至325～375℃，后在空气中自然冷却；

（6）、切削加工、磨刃：精加工至所需的高速钢刀具；

（7）、表面处理：在含碳气氛下，采用金属离子束注入高速钢刀具，伴生碳化处理。

作为优选，所述硝盐浴A或硝盐浴B的硝盐介质包含硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钾中的至少两种物质的混合物。硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钾是高性能硝盐浴介质，可以方便组合调节处理温度。

进一步，所述硝盐浴A的硝盐介质包含以下百分比重量份的组份：硝酸钠55%，硝酸钾45%。硝盐浴A的硝盐介质提供较高温的第一步冷却，需要相对高熔点的介质组合。

进一步，所述硝盐浴B的硝盐介质包含以下百分比重量份的组份：亚硝酸钠48%，硝酸钾52%。硝盐浴B的硝盐介质提供较低温的第二步冷却，需要相对低熔点的介质组合。

作为优选，步骤（7）中，金属离子束的金属离子选自V、Ti、Nb、Ta、Cr、W、Yb、Zr、Mo中的至少两种。以上金属的离子渗透性、硬度和其在高速钢表面的结合俱佳。

作为优选，所述高速钢材料为铝高速钢、钴高速钢或低钴高速钢中的一种。铝高速钢、钴高速钢或低钴高速钢为高性能高速钢，并且其处理工况也适用于本发明。