3.热处理工艺的改进
由以上试验和分析,先淬刀体后焊刀头的方法使刀体靠近焊口处的热处理效果基本丧失。要增加刀体强度,提高刀具寿命,应将刀头焊接在刀体上后再进行铣刀的整体淬火,以保持刀体的热处理效果。但这种方法以前我厂从未采用过,人们担心在淬火的加热和冷却过程中会使硬质合金刀头性能变坏,甚至在加热过程中焊口发生变化造成刀头脱落等。为此,我们就硬质合金刀头在各种不同的热处理工艺下的性能变化(包括硬度和开裂情况)做了试验,试验结果见表2。对焊口耐热程度进行了试验,试验结果见表3。


由以上两个试验可以得出:
(1)硬质合金刀头在900℃以下加热并冷却,刀头硬度不发生明显变化。
(2)硬质合金刀头在淬火冷却中,若淬火介质为盐水时,硬质合金刀头由于急速冷却而开裂;若介质为油时,在900℃以下加热、冷却,硬质合金刀头不会发生开裂。这表明在采用焊接刀具整体淬火时,刀体应选用油冷却即可淬硬的合金钢,而不能使用油冷淬不硬、用水才能淬硬的碳素钢,如刀体采用45钢或高碳钢的刀具,焊后整体淬火时,刀体材料应改为合金钢。
(3)为防止加热过程中铣刀焊口处焊料熔化,产生焊料流动或刀头与刀体位置变化,淬火温度不能超过900℃,最好在850℃以下。大部分的合金钢的淬火温度都在850℃附近,而中、高合金钢的淬火温度一般在900℃以上,因此用具整体淬火时,刀体材料小应选择中、高合金钢,如前文提到的成型扁钻,刀体材料为W18Cr4V,淬火温度超越了900℃,就不能进行整体淬火。
遵循以上三条,我们首先对试验铣刀(见图6)进行整体淬火,刀体材料、淬火工艺均与先淬后焊的试验铣刀相同,淬后对刀体距焊口1mm处进行金相化验,金相组织为马氏体+少量铁素体,硬度52~54HRC,与未焊刀头时刀体淬火的金相、硬度一致。
以上对图1~图5所示的各种铣刀、钻头进行了整体淬火试验并纳入正式生产均取得了较好效果。
需要注意的是,铣刀整体淬火时,由于刀头焊于刀体上,而硬质合金刀头极硬而脆,稍有磕碰便会掉角造成报废,因而在淬火、回火及以后的喷砂中都必须谨慎小心,决不能有磕碰。
4.效果
采用铣刀整体淬火,焊口处的刀体硬度较原来先淬刀体后焊刀头有了大幅度的提高。如图1、图2所示的槽铣刀、倒角刀等,采用整体淬火后,解决了这些铣刀一工作便折断的问题。如图3所示的成型扁钻,将刀体材料由W18Cr4v改为40Cr,整体淬火后的使用效果很好。又如图4、图5所示的刀具经整体淬火后,每把刀可加工零件2000件以上,刀具寿命得到大大提高。
(完)