【热处理案例】日本刀具制造中纯水淬火技术

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2020-06-05 13:17:24热度:作者:宁乡县翠安内存检测修复工具来源:http://www.coach0outLet.com

【热处理案例】日本刀具制造中纯水淬火技术

该文是刀具界专家赵工应邀去日本对具有120多年刀具制造历史的某公司进行考查访问时,对日本淬火技术的描述。

1、盐浴热处理

A公司座落在日本宫城县仙台市内,离东京约300km。该公司主要生产各种各样的机械刀片,最长的有5m多。刀刃用材主要有高速钢、硬质合金、合金工具钢。热处理加热炉有盐浴炉、真空炉、箱式多用炉、大型保护气氛炉、大型气体渗碳炉等。

在现场正在生产的有两套盐浴炉:一套为Cr12MoV钢刀具淬火线,另一套为高速钢或基体钢淬火线。

(1)Cr12MoV钢刀具(大而薄的圆锯片等)生产线上有3台设备

①预热炉盐浴成分为BaCl2+NaCl,指示温度为810℃。

②加热炉为100%BaCl2,加热温度为1020~1030℃。

③冷却炉为KNO2+NaNO2,指示温度为220℃。

盐浴炉为半埋半插式,均为三相;热电偶直接插在炉子内测温,控温为数显记录仪。

Cr12MoV钢圆锯片经220℃等温淬火后立即压平,装夹具进筐回火,回火在硝盐中进行,回火温度180~200℃。

(2)高速钢及基体钢刀具盐浴生产线有6台设备

①烘干电阻炉,其烘干温度500~600℃,烘时为加热时两倍。

②预热炉,盐浴成分为BaCl2+NaCl,指示温度850℃;单炉双板预热,有吊机,但现场操作为手工。

③加热炉,盐浴成分为100%BaCl2,M2钢淬火加热温度为1215~1220℃,不看金相,车间内没有金相室,只有洛氏硬度计。

④冷却炉,盐浴成分为BaCl2、CaCl2、SrCl2,据说熔点为430℃,使用温度为480~550℃。分级时间同高温加热时间。

⑤等温炉,为KNO3、NaNO2混合盐,等温温度240~280℃,等温时间0.5~2h。等温后立即去渣,洗净室温下校直。校直好的产品立即上夹具夹持回火。

⑥回火炉为100%硝盐浴,回火温度550~580℃。因为机械刀片不要求太高的硬度,所以回火温度相对偏高。

盐浴电极亦为半埋半插式,电极只有一个面在盐浴中。变压器为干式盐炉变压器,风冷。盐浴温度测定不用辐射高温计,也不用辐射感温器,而是用热电偶直接测量,数显自动记录,到时报警。热电偶插在炉浴内直接测温准确度较高,产品热处理质量稳定性高。

据说,日本有些高速钢刀具回火配方有SrCl2+K2CO3,另加KOH脱氧剂。

日本热处理炉前锉刀检查淬火硬度及脱碳方法借得借鉴。淬火首件用锉刀锉硬度可以判断淬火质量,若硬度太高,说明淬火温度低,反之温度高。锉得硬度适合(比如62~63HRC),则说明淬火正确。用三角锉刀锉淬火件表面,视锉的深浅,估算盐浴是否脱碳。上述必须有丰富临场经验的操作者完成,一般人难以实施。

2、大型可控气氛热处理炉

此炉为该公司自行设计的专用炉,主要用于钎焊的长刀片的:钎焊→加热→淬火的复合热处理,辊动传递全长18m,设备总功率460kW,最高加热温度1300℃,装炉量1.6t左右。在淬火温度下保温15~20min,属快速加热工艺。微机控温,自动打印。炉内充氮保护。淬火冷却亦充液氮,如系高速钢刀刃,冷至600℃出炉空冷。

回火炉也是自行设计的专用炉,回火温度根据刀刃材料和要求的硬度而定,一般在460~600℃之间波动。

3、箱式多用炉

参观时箱式多用炉正在工作,炉中产品为Cr12MoV钢圆锯片或切刀,尺寸约φ100~φ120mm,厚度3~5mm,加热温度为1020℃,淬火冷却介质为150℃左右的硝盐。

回火在硝盐槽中进行,从现场可以发现,日本工具行业,硝盐应用十分普遍。

4、大型井式渗碳炉

该公司有几台大型井式渗碳炉,深度6.5m,渗剂为甲醇+丙酮。此类炉主要用于机床导轨的渗碳。导轨截面尺寸60~80mm×80~100mm,导轨长度4~6m不等。渗碳厚度2mm左右。渗碳结束后降温淬火,低温回火,硬度要求56~62HRC。

该公司有很强的机床制造能力,大部分自制,根据刀片加工特点,专机精造,也许是他们百年长盛不衰,保持旺盛竞争力的因素之一吧。

5、高温压轧镶接淬火炉

部分旋切刀和刨切刀是用镶接法成形的。即把刃钢和Q235钢刀体加热至锻造温度,然后压轧至规定尺寸,空冷至室温,然后装箱退火。此类刃钢基本上是低、中合金钢,退火温度810~830℃,保温3h左右,炉冷至550℃出炉空冷。

淬火炉是不带保护气氛的,普通密封箱式炉加热保温后直接淬水,水温是严格控制的,水中有无添加剂不得而知。由于2011年“3·11”大地震及海啸给该公司造成致命的创伤,讲起来心痛,问及此事,日方不悦,笔者估计水中不会添加其他药剂,就是流动的大水槽,严格控制出水的温度是核心技术,节能环保,看你有没有胆量和技术。

6、刀片淬火技术

减少和避免热处理对环境污染的措施有预防和治理两部分,日本人做到了。Cr12MoV钢大刀片淬油现场是先起火,后冒烟,几秒后烟火全无,车间内也无油味;低、中合金钢刀片淬水(压轧刀片生产线)当然无污染;对于热处理车间产生的废水经治理达标排放,废气湿吸附处理,废渣集中送政府专门机构处理。搞好环境治理是人们的自觉行动。