高速钢刀具磨削裂纹缺陷分析及用高频加热设备改进-凯时国际app

来源:郑州高氏 发布日期:2016-8-2 9:35:28 浏览次数:

    高速钢刀具是切削加工钢制零件的重要工具,其材料是w6m05cr4v2高速钢。常用的高速钢刀具有圆滚丝模、齿轮滚刀、铣刀、拉刀和车刀等。生产中发冤,高速钢刀具在磨削后时常发生磨削裂纹,严重时甚至造成刀具开裂失效,严重影响刀具质量和正常生产。检验发现,通常磨削裂纹细短而密集,深度浅,深度≤0.olmm,裂纹方向与磨削方向垂直,易在夹角或沟槽部位应力集中处产生。如果刀具回火不足,以及薄片刀具出现表面严重脱碳,可产生网络状磨削裂纹。


    磨削裂纹形成的因素较多,但主要有两点:一是磨削砂轮选择不当,磨削工艺不合理,如进给量大,进给速度快和冷却不良等;二是热处理工艺不佳,刀具热处理后残留应力较大、残留奥氏体量多等。刀具磨削时,磨削高温使磨削部位立生体积膨胀,出现拉应力;当磨削热温超过相变温度时,引起刀具发生组织转变,产生组织应力。磨削应力是组织应力和热应力叠加的结果。当叠加应力超过刀具薄弱部位的断裂强度时,工件出现磨削裂纹。根据以上分析,提出防止刀具磨削裂纹产生的工艺改进措施如下:


  (1)选择合适砂轮和合理的磨削工艺,控制磨削量均匀适当,磨削进给量一次不要过大,冷却应均匀适当并且冷却充足,避免磨裂发生。   

  (2)刀具材料应碳化物偏析小,碳化物细小均匀,提高刀具材料质量。
  (3)采用高频加热设备热处理工艺,使刀具组织细小均匀,强度高、硬度高并且韧性好,防止磨裂发生。
  (4)刀具设计结构要合理,防止磨削中局部部位出现热积聚导致磨削裂纹产生,适当加大圆角和棱沟、槽处圆弧过渡等。

    圆滚丝模磨削后出现磨削裂纹。分析认为,圆滚丝模滚压加工中刃部主要承受冲击与摩擦作用,主要要求刀具高强度、高耐磨性和韧性良好,硬度和热硬性是次要指标,因而将刀具硬度要求改为60 -63hrc。另外,刀具存在残留奥氏体多和回火不充分弊病,应对工艺中进行改进。


   改进工艺如下:
   (1)高频加热设备淬火加热温度降低15 -20℃,加热时间加长50%
   (2) 分级等温淬火改为600 - 62v  空冷至30wc ,淬人260 -280℃硝盐中等温淬火2h。
   (3) 三次回火:第一次回火温度为580℃,第=次回火温度为590 -600℃ ,第三次回火温度为560℃。改进工艺后,圆滚丝模硬度≥62hrc,磨削裂纹消失,模具工作寿命提高3 一4倍。