高速鋼制高精度圓刀片熱處理工藝

為滿足國際刀具市場的需要，南京冶金機械刀片廠開發了HSS鋼制大圓刀，外徑200～400mm、厚度5～10mm、內孔145～254mm；要求硬度62.5～64HRC；平面度、平行度≤0.002mm、直角度≤0.005mm。φ310mm×5mm×180mm。此刀很少單片使用，大多成組使用，如某數控機床上一組裝30片同時切削，所以精度要求非常高，國內一般廠望而卻步，不敢接單，我們迎難而上，攻克一個又一個難關，現已投入批量生產。現將圓刀片鹽浴淬火工藝簡介如下，不妥之處，請批評指正。

1.鍛后退火

一批刀片材料一定要同爐號，以保證熱處理工藝的一致性、穩定性。鍛后應及時退火，工藝為（850～860℃）×（3～3.5h），爐冷至750℃等溫：（730～740℃）×（3～4h），爐冷至500℃出爐空冷，不要打開箱蓋，待工件冷到300℃以下再打開箱蓋緩冷。退火后硬度≤255HBW。應嚴格退火工藝，防止氧化脫碳及碳化物穩定化等問題的產生，如果退火質量不好，不僅會影響熱處理質量，還會波及企業聲譽。

2.鹽浴淬火工藝

（1）鐵絲拴扎

說起來挺簡單，但很有學問，用5～6股22號細鐵絲綁扎，切不可用粗鐵絲。應為細鐵絲塑性好，在高溫加熱下它緊貼刀片表面，在加熱及隨后的進出爐時，刀片不會擺動，是面接觸，而單根粗鐵絲跟刀片是點接觸，圓刀在提起放下過程中，肯定會晃動，加大變形。雖不能說細節決定成敗，但此舉確實管用。

（2）去應力

在井式爐中進行，工藝為：（450～500℃）×4h。

（3）預熱

以下均以φ310mm×5mm×180mm（內孔）為例。預熱工藝為900℃×6min40s，每串掛3片，爐中放兩串，中溫鹽浴的配方（質量分數）：70%BaCl2+30%NaCl。

（4）加熱

高溫鹽浴為100% BaCl2，加熱溫度為1195～1200℃，加熱時間為3min20s，爐內放一串。

（5）冷卻

先在500～560℃的中性鹽中分級，然后再到240～280℃的硝鹽中作第二次分級。中性鹽浴的配方為：50%CaCl2+30%BaCl2+20%NaCl；等溫硝鹽的配方為：50%KNO3+50%NaNO2，爐前金相控制在11～10級，碳化物溶解一般即可。M2鋼制圓刀淬火金相如圖2所示，淬火后硬度64～64.5HRC。

（6）壓平

待工件冷到240～280℃時出爐，立即剪去鐵絲，去除鹽漬，上液壓機壓平。

（7）清洗

將冷到室溫的刀片，從液壓機上取下放到熱水中洗干凈，并用冷水進一步沖洗后烘干。

（8）預回火

將洗凈、烘干的刀片夾直，螺釘不要擰得太緊，在井式爐中施以（380～400℃）×（3～4h）回火，出爐后立即擰緊螺帽。

（9）回火

550℃×1.5h×3次硝鹽回火，回火后硬度65～65.5HRC。

（10）調整硬度

580℃×1.5h×1次回火后硬度為63～64HRC。

（11）檢驗

逐一檢查彎曲度、抽檢硬度和金相。由于是同爐號投料，加上嚴格的工藝紀律，終檢合格率達100%。

（12）最終去應力

由于成品精度要求非常高，粗磨后留0.10～0.15mm精磨量，在空氣爐中去應力：260℃×4h。

3.問題討論

對于M2鋼如果用1175～1180℃加熱淬火，550℃×1.5h×3次回火，也能得到62.5～64HRC的合格硬度，但實踐證明，用1195～1200℃淬火，550℃+580℃回火好，兩者硬度、彎曲度都相同，但后者耐磨性高、壽命長。

世上無難事，只怕有心人。在硬度要求很窄、精度要求很高的苛刻條件下，南京冶金機械刀片廠通過創新改革，攻克了高速鋼高精度圓刀片生產一道道難關，滿足了國外商人的要求，為國爭光，為行業爭氣。