CN103114194A - 高速钢钻头热处理工艺方法 - Google Patents

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徐强
邓楠
王健
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Abstract

本发明提供一种高速钢钻头热处理工艺方法，包括以下具体步骤：（1）第一次预热；（2）第二次预热；（3）加热；（4）冷却、校直；（5）回火；（6）冷却至室温；（7）检验、校正。本发明有效的解决了高速钢钻头在传统热处理工艺中产生的弯曲、变形的问题，保证了高速钢钻头的质量。

Description

高速钢钻头热处理工艺方法
技术领域
本发明涉及一种高速钢钻头热处理工艺方法，属于材料处理工艺领域。
背景技术
钻头为细长杆状刀具，包括刃部和柄部，刃部长而薄，它在致密的金属中进行钻削。工作时钻头承受很高的弯曲应力，为了防止钻头折断或崩刃，所用材料应具有足够的弯曲强度和韧性，同时钻头在连续钻削时，其刃部全部被金属包围，产生的热量不易散发，特别是钻深孔时，更为不利。因此钻头材料必须具有较高的耐磨性和热稳定性。本领域技术人员可知，高速钢比一般的碳素工具钢和低合金工具钢具有更高的强度和耐磨性，在工作温度达到600℃时硬度仍能保持在HRC60以上，保证了其本身的钻削性和耐磨性，由于材料的热处理工艺对工具的性能起到了决定性的作用，因此高速钢钻头的热处理工艺是保证强度和耐磨性的关键，也是难点，其难点包括以下几方面：①高速钢钻头是细长杆类刀具，在热处理过程中极易产生弯曲变形；②在热处理过程中不易控制刃部与柄部的硬度要求；③在高温加热后，冷却过程技艺开裂，上述几个问题严重影响了高速钢钻头的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速钢钻头热处理工艺方法，有效的解决了高速钢钻头在传统热处理工艺中产生的弯曲、变形的问题，保证了高速钢钻头的质量。 
本发明的技术方案：高速钢钻头由刃部和柄部构成，材料选用W6Mo5CrV2A1，其热处理工艺方法，包括以下具体步骤： 
（（1）第一次预热：将高速钢钻头整体放置在箱式电炉中进行预热，预热温度为540-560℃，预热时间为0.8-1.2h；
（2）第二次预热：将第一次预热结束后的高速钢钻头整体浸入盐浴炉内，预热温度提高至870℃-900℃，加热时间系数为0.2-0.5min/mm；
（3）加热：通过采用双层夹具控制高速钢钻头的柄部暴露在空气中，控制高速钢钻头的刃部进入盐浴炉中，保证加热长度为全部刃长，高速钢钻头刃部的加热温度为1215-1225℃，加热时间系数为0.12-0.18min/mm；
（4）冷却、校直：采用分级等温冷却，即在温度为560-580℃、加热时间系数为0.15-0.2min/mm分级后，转入260-280℃的冷却剂中等温1.2-2h，在钻头从冷却剂中取出时放在校正床平台上，用木锤将其校直，然后将校直后的钻头进行空气冷却至室温，此过程实现了淬火冷却时趁热校直，使得校直高速、有效；
（5）回火：将校正好的高速钢钻头在回火夹具上夹紧回火，温度为550-560℃，回火时间为0.8-1.2h；
（6）冷却至室温；
（7）检验、校正。
本发明的有益效果：由于W6Mo5CrV2A1中含有大量的合金元素，如W、Cr、V等，因此其导热性差，冷的高速钢钻头直接高温加热，势必延长它在高温阶段的停留时间，所以在淬火加热之前本发明采用预热工艺，缩小了温差；另外本发明通过调整第二次预热的加热温度、加热时间以及加热后的冷却方式，使柄部很好的达到技术要求，即通过上述工艺方法，可以有效的保证高速钢钻头的刃部硬度达到HRC63-HRC66，柄部硬度达到HRC33-HRC48，对直线度和径跳动≤0.25，使得达到技术要求的同时具有较高的韧性、耐磨性和热稳定性；而且该种处理方法有效的减小了高速钢钻头由于热处理带来的弯曲、变形，使高速钢钻头的合格率达到95%以上。
附图说明
图1为本发明高速钢钻头的结构示意图。
图2为双层夹具的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，以直径为10mm的高速钢钻头为例，其热处理工艺方法包括以下具体步骤：
（1）第一次预热：将高速钢钻头整体放置在箱式电炉中进行预热，预热温度为550℃，预热时间为1h；
（2）第二次预热：将第一次预热结束后的高速钢钻头整体浸入盐浴炉内，预热温度提高至880℃，加热时间系数为0.5min/mm，加热时间即为10mm×0.5min/mm；等于0.5min；
（3）加热：通过采用双层夹具控制高速钢钻头的柄部暴露在空气中，控制高速钢钻头的刃部进入盐浴炉中，保证加热长度为全部刃长，高速钢钻头刃部的加热温度为1220℃，加热时间系数为0.18min/mm，加热时间为1.8min；
（4）冷却、校直：采用分级等温冷却，即在温度为570℃、加热时间系数为0.2min/mm分级后，转入270℃的冷却剂中等温1.8h，在钻头从冷却剂中取出时放在校正床平台上，用木锤将其校直，然后将校直后的钻头进行空气冷却至室温；
（5）回火：将校正好的高速钢钻头在回火夹具上夹紧回火，温度为560℃，回火时间为1h；
（6）冷却至室温；
（7）检验、校正。
如图2所示，步骤（3）中双层夹具的结构为：包括钩子2、夹板1和可移动夹板8，钩子2通过焊点3焊接在夹板1上，夹板1和可移动夹板8平行放置且两者之间通过螺钉4和螺帽6连接在一起，在可移动夹板8上分布有若干个钻头孔7。使用时，先拧松螺钉4和螺帽6，调节夹板1和可移动夹板8之间的距离，然后将9SiCr销子铰刀的钻头对准钻头孔7后放置好，此时拧紧螺钉4和螺帽6，将9SiCr销子铰刀稳定的夹在调节夹板1和可移动夹板8之间，通过提起钩子2来进行淬火。
直径为10mm的高速钢钻头在使用了上述热处理工艺方法之后，不存在变形或弯曲。

Claims (1)

1.高速钢钻头热处理工艺方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）第一次预热：将高速钢钻头整体放置在箱式电炉中进行预热，预热温度为540-560℃，预热时间为0.8-1.2h；
（2）第二次预热：将第一次预热结束后的高速钢钻头整体浸入盐浴炉内，预热温度提高至870℃-900℃，加热时间系数为0.2-0.5min/mm；
（3）加热：通过采用双层夹具控制高速钢钻头的柄部暴露在空气中，控制高速钢钻头的刃部进入盐浴炉中，保证加热长度为全部刃长，高速钢钻头刃部的加热温度为1215-1225℃，加热时间系数为0.12-0.18min/mm；
（4）冷却、校直：采用分级等温冷却，即在温度为560-580℃、加热时间系数为0.15-0.2min/mm分级后，转入260-280℃的冷却剂中等温1.2-2h，在钻头从冷却剂中取出时放在校正床平台上，用木锤将其校直，然后将校直后的钻头进行空气冷却至室温；
（5）回火：将校正好的高速钢钻头在回火夹具上夹紧回火，温度为550-560℃，回火时间为0.8-1.2h；
（6）冷却至室温；
（7）检验、校正。
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