刀具真空熱處理技術(shù)突出的優(yōu)點與歷史

2009-11-18 張以忱 東北大學

  1970年代開始研制油、氣淬火冷卻的冷壁式真空熱處理爐,1980年代成系列地批量生產(chǎn)。目前本土制造企業(yè)已能成系列地提供真空加熱、油氣淬火爐、低壓滲碳爐、1MPa(10bar)高壓氣淬爐、真空燒結(jié)爐、和釬焊爐。真空淬火、高壓氣淬爐的最高溫度可達1350℃,真空燒結(jié)爐最高可達1800℃。

  各種爐種和爐型的產(chǎn)量在200臺以上。近幾年航空工業(yè)和模具工業(yè)的發(fā)展對真空熱處理爐、真空釬焊爐,特別是真空加熱高壓氣淬爐有大量需求,推動了真空設(shè)備制造業(yè)的興旺。低壓滲碳和高壓氣淬技術(shù)的結(jié)合,為車輛齒輪的延壽、減畸(變)和降噪提出了新的途徑,而體現(xiàn)此先進技術(shù)的半連續(xù)式生產(chǎn)線的開發(fā)為大批量生產(chǎn)的汽車齒輪熱處理的技術(shù)改造提供了可能。在新世紀之初、國內(nèi)已有數(shù)家汽車、柴油機齒輪制造廠引進了此類設(shè)備和生產(chǎn)線。

  由于模具對表面質(zhì)量和畸變的高要求,真空高壓氣淬已幾乎成為模具熱處理不可替代的技術(shù)。目前在華南和華東沿海,稍具規(guī)模的民營熱處理加工企業(yè)都擁有至少一臺0.4MPa(最多的有6臺)的真空加熱高壓氣淬爐。在切削刀具行業(yè),數(shù)控和加工中心的廣泛應用,強烈要求刀具具有高的質(zhì)量和長的壽命、城市的環(huán)保也對熱處理提出更嚴格要求,真空加熱高壓氣淬也因此成為高速鋼刀具熱處理替代鹽浴加熱淬火的首選工藝。

  為適應國際環(huán)保標準的嚴格要求,木材的綜合利用和原料的持續(xù)供給之循環(huán)經(jīng)濟理念已促進了木材加工行業(yè)的高速發(fā)展。由此,日照龍?zhí)貦C械刀具研究所研發(fā)出木工刀具的真空熱處理和深冷技術(shù)。該技術(shù)已應用于龍?zhí)貦C械刀具產(chǎn)品中,并將亮相第十二屆國際木工機械及家具生產(chǎn)設(shè)備展覽會第十二屆國際家具配件、材料及木制品展覽會中。

  刀具真空熱處理技術(shù)具有一系列突出的優(yōu)點:

  真空熱處理具有防氧化的作用。表面不氧化、不脫碳、并有還原除銹作用,省卻刀具的粗加工工序,可節(jié)約昂貴的刀具鋼材和原輔材料的消耗,節(jié)省加工時間,降低產(chǎn)品成本;

  真空熱處理具有真空脫氣、脫脂作用并無氫脆危險,防止刀具材料難熔金屬的表面脆化,使刀具材料表面純度提高,提高刀具的疲勞強度、塑性和韌性及耐腐蝕性,提高刀具的使用壽命;

  真空熱處理具有淬火變形小,可減少常規(guī)淬火變形的校正應力存在,降低刀片使用過程中斷裂的可能性,真空熱處理刀片的變形為鹽浴淬火的1/2-1/10,淬火后一般不需要校正就可精磨加工至成品;

  真空熱處理工藝的穩(wěn)定性和重復性好。一旦工藝確定,只要輸入工藝程序,熱處理操作將自動運行。避免常規(guī)熱處理工藝不穩(wěn)定造成的刀具質(zhì)量波動;

  真空熱處理耗電少,電能消耗為常規(guī)熱處理的80%,生產(chǎn)成本低,但一次性投資成本大;

  真空熱處理操作安全、自動化程度高,工作環(huán)境好,無污染無公害,符合我國工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展的要求。

  深冷技術(shù)在刀具產(chǎn)品上的應用是從模具工業(yè)應用演變而來。深冷處理與熱處理一樣,它與材料特性,處理溫度,處理速度有很大關(guān)系,不同的處理方法其效果有明顯不同。深冷技術(shù)是對材料在低于-130℃進行處理的一種工藝方法,深冷處理不僅可以顯著提高刀具的力學性能和使用壽命,穩(wěn)定尺寸,改善均勻性、減少變形,而且操作簡便,不破壞工件,無污染,成本低,對刀具質(zhì)量的提高有很大的幫助。