CN105506247A - 一种skh-51高速钢的深层脱碳工艺 - Google Patents

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Abstract

一种SKH51高速钢的深层脱碳工艺，在真空热处理之前，冷拔料切断之后，粗磨断料外径；粗磨断料外径采用无心磨床加工，并且根据冷拔料的尺寸确定磨削量，即：冷拔料直径为φ5.0～7.0，粗磨断料外径磨削量为0.1mm；冷拔料直径为φ7.0～10.0，粗磨断料外径磨削量为0.15mm；冷拔料直径为φ10.0～15.0，粗磨断料外径磨削量为0.2mm，本发明与现有技术相比具有降低产品的废品率，确保产品质量稳定等优点。

Description

一种SKH-51高速钢的深层脱碳工艺
技术领域
本发明涉及一种机械加工工艺，尤其涉及一种钢的脱碳工艺。
背景技术
SKH51钢是高速钢中的一种，其化学成分与国产6-5-4-2高速钢相近。在实际生产中，对于SKH51钢来说，为降低材料成本，通常是将带有初始脱碳层，即表面未经加工的产品直接进行真空热处理，再通过热后磨削，去除表面的脱碳层，并避免成品表面因热处理变形导致的黑皮现象。传统工艺方法的理论依据是真空热处理(即无氧条件)时不会产生脱碳情况，即使SKH51钢产品带有初始脱碳层，在真空热处理后也不会增加其原有的深度。以φ5.0×71的SKH51钢油泵轴为例，热处理硬度要求为HV750以上，传统工艺流程为：φ5.3冷拔料切断→真空热处理→外径磨削加工至成品φ5.0。上述工艺流程的缺点是：成品表面硬度不足的情况时有发生，产品不得不被报废处理，其原因是带有初始脱碳层的SKH51钢在较高温度下的真空热处理时出现了深度大大超过其加工余量的脱碳层，致使其成品表面存在着残余脱碳层，故表面硬度不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不增加材料成本的前提下，彻底解决SKH51钢成品表面硬度不足问题，从而降低产品的废品率，确保产品质量稳定的SKH51高速钢的深层脱碳工艺。
本发明提出的SKH51高速钢的深层脱碳工艺流程为：
(1)冷拔料切断；
(2)粗磨断料外径；
(3)真空热处理；
(4)外径磨削加工至成品；
其中(1)冷拔料切断；(3)真空热处理；(4)外径磨削加工至成品；基本与现有技术相同，其中(2)粗磨断料外径采用无心磨床加工，并且根据冷拔料的尺寸确定磨削量，即：冷拔料直径为φ5.0～7.0，粗磨断料外径磨削量为0.1mm；冷拔料直径为φ7.0～10.0，粗磨断料外径磨削量为0.15mm；冷拔料直径为φ10.0～15.0，粗磨断料外径磨削量为0.2mm。
本发明提出的工艺虽然热处理后加工余量有所减少，但足以抵御热处理变形的影响，因为热处理前的粗磨外径工序，不仅磨去了初始脱碳层，而且起到了一定的校直作用，从而减少了热处理变形量。
本发明与现有技术相比，能够彻底解决了SKH51钢真空热处理时的深层脱碳问题；材料成本保持不变，但产品的热处理合格率达100％，大大降低生产成本，保证产品质量。
附图说明
图1为传统工艺热前柱面表面组织图(φ5.3)。
图2为传统工艺热后不同部位的表面组织图(φ5.0)。
图3为本发明实施例1热处理后柱面表面组织图(φ5.0)。
具体实施方式
接下来就结合附图对本发明作详细说明
实施例1一种SKH51高速钢的深层脱碳工艺，以加工φ5.0的SKH51钢油泵轴为例，流程如下：
(1)采用高速切断机将φ5.3冷拔料切断；
(2)采用无心磨床粗磨断料外径加工，粗磨外径至φ5.20；
(3)采用真空热处理炉对粗磨后的料进行真空热处理；
(4)采用磨床将热处理后的料外径磨削至φ5.0的成品。
采用本实施例加工后，SKH51钢油泵轴的柱面硬度检测结果如下表所示，表面组织如图3所示：
φ5.0油泵轴柱面硬度梯度测试结果
由上表看出，油泵轴的柱面表面至心部硬度均合格，无任何低硬度层存在。
由图3看出，表面无初始脱碳层的SKH51钢油泵轴在真空热处理后成品表面也不存在残余脱碳层组织。
下表是采用传统工艺的硬度检测结果，传统工艺表面组织如图1和图2所示：
φ5.0油泵轴柱面硬度梯度测试结果
φ5.3油泵轴热后端部硬度梯度测试结果
由上表各项硬度测试结果不难看出：φ5.3轴磨至φ5.0后，柱面表面的硬度明显低于技术要求，且存在较深的低硬度层，而热后未经加工的端部由表至里的硬度均合格。由图1可见，原材料(φ5.3)的表面存在着明显的脱碳层组织，经检测，深度为0.05mm。图2中，热后未经加工的端部表层未见有脱碳层组织。但φ5.0的柱面表面却存在着较深的明显的残余脱碳层组织，经检测，其深度约为0.35mm。正是此残余脱碳层的存在，导致了油泵轴柱面表面硬度的严重不足。
实施例2一种SKH51高速钢的深层脱碳工艺，以加工φ7.0的SKH51钢油泵轴为例，流程如下：
(1)采用高速切断机将φ7.2冷拔料切断；
(2)采用无心磨床粗磨断料外径加工，粗磨外径至φ7.1；
(3)采用真空热处理炉对粗磨后的料进行真空热处理；
(4)采用磨床将热处理后的料外径磨削至φ7.0的成品。
实施例3一种SKH51高速钢的深层脱碳工艺，以加工φ10.0的SKH51钢油泵轴为例，流程如下：
(1)采用高速切断机将φ10.3冷拔料切断；
(2)采用无心磨床粗磨断料外径加工，粗磨外径至φ10.1；
(3)采用真空热处理炉对粗磨后的料进行真空热处理；
(4)采用磨床将热处理后的料外径磨削至φ10.0的成品。

Claims (1)

1.一种SKH-51高速钢的深层脱碳工艺，包括冷拔料切断；真空热处理；外径磨削加工至成品；其特征是：在真空热处理之前，冷拔料切断之后，粗磨断料外径；粗磨断料外径采用无心磨床加工，并且根据冷拔料的尺寸确定磨削量，即：冷拔料直径为φ5.0～7.0，粗磨断料外径磨削量为0.1mm；冷拔料直径为φ7.0～10.0，粗磨断料外径磨削量为0.15mm；冷拔料直径为φ10.0～15.0，粗磨断料外径磨削量为0.2mm。
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