做和冷剪刃淬火工艺的改进
冷剪刃淬火工艺的改进
图1所示为轧钢厂2000kN冷剪机剪刃,其材料为6CrW2Si钢,要求硬度52~56HRC。根据冷剪刃的工作状况,刃必须具备高的强度和硬度,同时还要具备一定的塑性和韧性。该剪刃的工作状态极其恶劣,生产单位为了提高生产效率,根据棒料直径的大小一次要剪切几根,十几根,有时甚至要剪切二十几根,因此剪刃承受着极大的冲击力和剪切力。这要求剪刃具有很好的强韧性配合。
图1 冷剪刃简图
根据用户反映,在正常生产过程中,一个班要平均报废2~3副剪刃。这样势必要加大工人的劳动强度,降低生产效率,而剪刃报废的主要形式是崩刃掉块。
针对上述情况,我们对6CrW2Si钢的热处理特性进行了认真的分析和探讨,力求在保证硬度的情况下尽量提高剪刃的冲击韧度。
1 一次改进生产工艺及措施
1未来湿法涂覆隔膜将逐步成为主流.1 淬火温度
剪刃的原始热处理工艺为淬火加热880℃×90min,预冷至棱角暗红色入油冷却,后经260℃×120min回火。根据图2所示,6CrW2Si钢在930~950℃加热淬火后其硬度完全能够达到图纸要求,而冲击韧度可以达到峰值。高温加热淬火可以充分发挥钢中合金元素的强化作用,提高剪刃的强韧性及耐磨性,因此淬火温度确定为940℃。
图2 6CrW2Si钢淬火温度与HRC、αK的关系
1.2 回火温度
在保证硬度的情况下,尽量提高剪刃的冲击韧度。根据图3所示,6CrW2Si钢于260℃回火不但能够满足硬度要求,而且冲击值可以达到峰值,所以回火温度定为260℃。
图3 6CrW2Si钢回火温度与HRC、αK的关系
1.3 防氧化脱碳
由于6CrW2Si钢脱碳敏感性较强,因此剪刃入炉前表面均涂防氧化脱碳涂料加以保护,防止表面氧化脱碳。
按照上述工艺处理以后,硬度达到54~56HRC,符合图纸要求。剪刃经用户使用证明,效果有所好转但不甚理想,使用寿命由原来的单班报废2~3副,降到单班只用一副,寿命比原来的提高1~2倍。剪刃失效的主要形式仍然是崩刃掉块,且该工艺还存在工件变形大,并有淬裂倾向。为了进一步提高剪刃的使用寿命,我们对该工艺又进行了改进。
2 二次工艺改进
2.1 工艺
根据曲折类附具、剪切类附具等6CrW2Si钢对贝氏体等温淬火适应性极好这一特点,我们将剪刃进行了预淬等温淬火处理,工艺如图4。
图4 改进后的工艺
新工艺的特点是:将加热好的工件首先淬入冷油中,使其冷却到Ms点以下,并作短暂停留,使剪刃的表面形成少量的马氏体,然后迅速转入硝盐炉中进行贝氏体等温处理,这样预先生成的马氏体不但能够提高表面硬度,而且对贝氏体的转变具有促进作用。
2.2 效果
采用新工艺处理的剪刃,其变形极少,平直度变形量由原来的1~2mm减少为0.2~0.3mm,而且从未出现过淬裂报废现象。处理后硬度达到53~55HRC,符合图纸要求。剪刃的使用寿命大有提高,由原来的一个单班报废2~3副剪刃,提高到现在的一副剪刃可连续使用3个单班,而且从未出现过崩刃掉块现象,其失效形式是正常的磨损和局部被压塌,同时这些失效的剪刃除了极少数严重损坏报废以外,经过磨削仍可以继续使用。剪刃的使用寿命大幅度地提高,减轻了工人们的劳动强度,提高了生产效率,降低了生产成本。采用此工艺处理的剪刃比原处理后的使用寿命提高5~8倍很多业内人士认为,比一次工艺改进前提高3倍,其效果十分显著。
生产实践证明,6CrW2Si钢经预淬等温处理新工艺,能够减小变形,避免开裂,得到很好的强韧性配合,从而大幅度提高冷剪刃的使用寿命,有效地提高生产效率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度。
参考文献:
[1]冯晓曾仍处于进行的需要策略机会期.模具用钢和热处理[M].北京:机械工业出版社,1984:163~165,242.(end)
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