[发明专利]用HSS钢制作的M1~M6微小型丝锥表面含致密渗钒层的淬火方法

说明书

本发明涉及一种用HSS钢制作的M1~M6微小型丝锥表面含致密渗钒层的淬火方法，在双室实施以下步骤：步骤一：将丝锥除油、烘干后；步骤二：当冷、热室真空度接近时，打开自动送料开关；步骤三：当热室真空度至0.1Pa以下时，充高纯氮气至500Pa，然后关闭充气阀；步骤四：热室自动升温和保温；步骤五：工件车车在退位，门在关位；步骤六：当工件冷却至≤100℃时停冷风机，打开炉门而取出工件；步骤七：将淬火后的工件立即送入真空回火炉，完成真空回火。本发明通过用较低的淬火和回火温度对含渗钒层的HSS钢制M1~M6丝锥进行真空淬火热处理，消除了经淬火、回火后脱落、开裂和氧化等问题，在确保较高硬度和较好的韧性。

技术领域

本发明涉及一种工具表面耐磨强化技术领域，更具体而言，涉及一种用HSS钢制作的M1~M6微小型丝锥表面含致密渗钒层的淬火方法。

背景技术

微小型丝锥指M6以下的攻丝丝锥，经TD（Thermal Diffusion）法渗钒处理后，丝锥刃口表面部位能形成硬度高，与被加工基材摩擦系数小的薄VC层，能显著提高丝锥加工的寿命。渗钒后的丝锥需要经淬火+回火，形成较高硬度的基体来对渗钒层作有效支撑，才能充分发挥渗钒层的功效。微小型丝锥基体通常用W6Mo5Cr4V2类通用高速钢（即HSS高速钢）来制造，渗钒后形成的VC层厚度不超过5μm，用传统的淬火和回火热处理工艺，即真空加热至1210~1240℃保温和风冷淬火，再经560℃三次回火后，常造成VC层开裂、脱落或消失，难以发挥渗钒层的优越性能。

微小型丝锥攻丝时刃口温度较高，所以要用HSS高速钢来制作，但丝锥攻丝速度远不如车削和钻孔速度，刃口高温只局限在1~2μm范围，渗钒后的丝锥刃口高温基本由VC层承担，基体硬度受热影响的温度显著降低。HSS高速钢的传统热处理工艺在淬火后含较多的残余奥氏体，在回火时依靠残余奥氏体中重新转化为马氏体而形成二次硬化，来提高560℃的回火硬度。该工艺淬火温度高，相变应力和热应力大，回火时也存在体积相变应力，沉积有VC层的高速钢丝锥用该热处理工艺进行淬火和回火时， VC层易开裂，脱落。另外，VC层在含氧气氛中超过500℃时易被氧化，普通气氛回火炉内水蒸气含量高，只有几微米的VC层常被氧化而消失。因而渗钒后的微小型丝锥用传统热处理工艺很难保证VC层的完整性，需要用全新淬火和回火工艺，才能充分发挥渗钒丝锥的综合性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用HSS钢制作的M1~M6微小型丝锥表面含致密渗钒层的淬火方法，消除了丝锥表层渗钒层经淬火和回火后脱落、开裂和氧化等问题；在确保丝锥表层的较高硬度的同时有较好的韧性；显著提高了生产率，并降低了能源消耗。

根据本发明的用HSS钢制作的M1~M6微小型丝锥表面含致密渗钒层的淬火方法，在双室分为冷室和热室分别实施以下步骤。

步骤一：将含有渗钒层的丝锥除油、烘干后，装入真空淬火工装架，置于双室真空淬火炉的冷室的工件车上，然后关闭并锁紧炉门。

步骤二：当冷室真空度抽至1.3×102 Pa时，打开热室真空阀，双室真空淬火炉的热室真空度快速下降，当冷、热室真空度接近时，打开自动送料开关，将工件车送至热室。

步骤三：当热室真空度至0.1Pa以下时，充高纯氮气至500Pa，然后关闭充气阀，重新抽真空至0.1Pa以下后，充高纯氮至真空度为50~100Pa范围。

步骤四：热室设置加热温度在1080~1150℃时，升温速度在10~15℃/min；冷炉开始加热的首批工件，保温时间在15~20min；打开热室加热开关，启动控温表RUN键，热室自动升温、保温。

步骤五：保温结束后关闭冷室真空阀并断开热室加热；设定淬火时间5～9min，气冷压强1～1.3KPa；当冷/热室真空度接近时，工件车车在退位，门在关位；油/气淬开关选择气淬，手/自动开关选择自动，打开自动取料开关。