CN111910053A - 一种刀模组件热处理工艺 - Google Patents

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CN111910053A CN202010626563.7A CN202010626563A CN111910053A CN 111910053 A CN111910053 A CN 111910053A CN 202010626563 A CN202010626563 A CN 202010626563A CN 111910053 A CN111910053 A CN 111910053A
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柳开平
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Abstract

本发明公开了一种刀模组件热处理工艺，通过将刀模进行预加热；对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却；对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥；将干燥后的刀模进行回火，然后冷却；将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却，提升该刀模的韧性、硬度和耐磨性。

Description

一种刀模组件热处理工艺
技术领域
本发明涉及刀具生产技术领域，尤其涉及一种刀模组件热处理工艺。
背景技术
目前在对锂电池极片进行分切时需要使用刀模，因刀模长期直接接触锂电池的极片并对其进行分切。因此对刀片的硬度和耐腐蚀性要求较高，为了保证刀模的质量，延长其使用寿命，需要对刀片进行热处理，现有的热处理工艺很难满足刀模在韧性、硬度和耐磨性方面的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀模组件热处理工艺，旨在解决现有技术中的热处理工艺很难满足刀模在韧性、硬度和耐磨性方面的要求的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种刀模组件热处理工艺，包括如下步骤：
将刀模进行预加热；
对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却；
对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥；
将干燥后的刀模进行回火，然后冷却；
将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却。
其中，所述将刀模进行预加热，包括：
将刀模进行两次预加热，第一次预热在井式炉中进行，温度为800～900℃，预热时间为350min～450min；
第一次预热完成后立即进行第二次预热，第二次预热在单预热点火炉中进行，温度为900～950℃，预热时间为100min～200min。
其中，所述对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却，包括：
将刀模进行三次淬火，第一次淬火温度为1100～1200℃，第一次淬火时间为500min～600min，第一次淬火后放入航空煤油中浸泡4～5h，进行冷却；
待刀模第一次淬火冷却后，进行第二次淬火，第二次淬火温度为1200～1300℃，第一次淬火时间为400min～800min，第二次淬火后空冷至600℃，并放入至600℃的盐浴炉中2～3h；
待刀模第二次淬火冷却后，进行第三次淬火，第三次淬火温度为1250～1350℃，第三次淬火时间为200min～300min，第三次淬火后进行空冷。
其中，所述对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥，包括：
利用70～80℃的温水对第三次淬火冷却后的刀模的表面进行浸泡清洗；
待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤，之后进行风冷，然后进行自然冷却。
其中，所述待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤，之后进行风冷，然后进行自然冷却，包括：
所述浸泡时间为20～30min，烘烤时间为5～15min，风冷时间为15～25min。
其中，所述将干燥后的刀模进行回火，然后冷却，包括：
将淬火冷却后的刀模在硝盐回火炉中进行两次回火，第一次回火温度为400～500℃，时间为3～5h，之后放入机油中冷却2h；
待第一次回火冷却完成后，进行第二次回火，第二次回火温度为200～300℃，时间为2～4h，之后放入机油中冷却2h。
其中，所述将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却，包括：
将回火完成后的刀模进行180～220℃的低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。
本发明的有益效果体现在：通过将刀模进行预加热；对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却；对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥；将干燥后的刀模进行回火，然后冷却；将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却，提升该刀模的韧性、硬度和耐磨性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的刀模组件热处理工艺的实施例1的步骤流程图。
图2是本发明的刀模组件热处理工艺的实施例2的步骤流程图。
图3是本发明的刀模组件热处理工艺的实施例3的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
所述对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却，还包括：在淬火介质中进行高温淬火，淬火介质为氯化钙饱和水溶液、聚二醇水溶液、聚乙烯醇水溶液、高锰酸钾淬火液中的一种或多种。
在所述对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却和所述对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥的步骤之间，包括：将淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-70～-80℃冷处理1～3h。
在所述对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥和所述将干燥后的刀模进行回火，然后冷却的步骤之间，包括：将清洗干燥后的刀模置于共渗炉内，将炉温升至500～600℃，之后滴入甲醇，并维持炉温500～600℃，15～25min后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，处理2～3h后升温至700～800℃，继续处理2～3h后，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉。
在所述将干燥后的刀模进行回火，然后冷却和所述将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却的步骤中，包括：
在真空中以400～500℃/min加热速度进行加热，加热至1000～1200℃，之后投入液氮中完全冷却。
实施例1，请参阅图1，本发明提供了一种刀模组件热处理工艺，包括如下步骤：
S100：将刀模在井式炉中进行温度为800℃，时间为350min的第一次预热，待第一次预热完成后立即在单预热点火炉中进行温度为900℃，时间为100min的第二次预热；
S200：对第二次预加热后的刀模，在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，第一次淬火温度为1100℃，第一次淬火时间为500min，第一次淬火后放入航空煤油中浸泡4h，进行冷却，待刀模第一次淬火冷却后，进行第二次淬火，第二次淬火温度为1200℃，第一次淬火时间为400min，第二次淬火后空冷至600℃，并放入至600℃的盐浴炉中2h，待刀模第二次淬火冷却后，进行第三次淬火，第三次淬火温度为1250℃，第三次淬火时间为200min，第三次淬火后进行空冷；
S300：将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-70℃冷处理1h；
S400：利用70℃的温水对冷处理后的刀模的表面进行20min浸泡之后清洗，待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤5min，之后进行15min风冷，然后进行自然冷却；
S500：将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，将炉温升至500℃，之后滴入甲醇，并维持炉温500℃，15min后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，处理2h后升温至700℃，继续处理2h后，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；
S600：将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，第一次回火温度为400℃，时间为3h，之后放入机油中冷却2h，待第一次回火冷却完成后，进行第二次回火，第二次回火温度为200℃，时间为2h，之后放入机油中冷却2h；
S700：在真空中以400℃/min加热速度对刀模进行加热，加热至1000℃，之后投入液氮中完全冷却；
S800：将投入液氮中完全冷却后的刀模进行180℃的低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。
具体的：通过对所述刀模进行两次预热，之后在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，每次淬火对应冷却，然后将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-70℃冷处理1h；从而使刀具内残余奥氏体转变为马氏体，从而提升刀模的硬度，耐磨度和尺寸稳定性，之后利用温水对冷处理后的刀模的表面进行浸泡清洗，然后放入干燥机中进行烘烤，之后风冷，然后进行自然冷却，之后将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，升高炉温，之后滴入甲醇，并维持炉温，经过一段时间后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，经过一段时间处理后，升温，并继续处理一段时间，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；其中可用乙醇代替甲醇，催硬渗剂由甲醇、甲酰胺、硫脲、硫铜、和RE构成，通过共渗后的刀具表面，在渗层中存在大量点状物，主要成分由Fe3O4、FeS、Fe2B和碳氮化合物组成，碳氮化合物高度弥散分布，具有极高的硬度，随着扩散过度减少，硬度逐渐下降，碳氮化合物也就逐渐减少，而过渡到刀模的基本原始硬度，由于加入稀***渗与催渗人微合金化作用，尤其对硼原子的催渗作用，使得刀具表面Fe2B增多，加入稀土渗入后引起畸变作用，使表面硬度很高，亚表层含有大量软相组织Fe3O4、FeS、稀土及硼原子又无法渗入到该层，使该处硬度形成一个低谷，但随着稀土催渗作用使该处集中大量碳、氮，而其他原子却无法渗入，从而大量碳氮化合物，极大提高了该处的硬度与耐磨损程度，从而达到刀模共渗的增硬耐磨目的，之后将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，每次回火后均进行冷却，然后在真空中对刀模进行加热，之后投入液氮中完全冷却，从而再次对刀模进行冷处理，之后将投入液氮中完全冷却后的刀模进行低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。通过上述热处理工艺使得制备出的刀模具有更好的韧性、硬度和耐磨性。
实施例2，请参阅图2，本发明提供了一种刀模组件热处理工艺，包括如下步骤：
S100：将刀模在井式炉中进行温度为900℃，时间为450min的第一次预热，待第一次预热完成后立即在单预热点火炉中进行温度为950℃，时间为200min的第二次预热；
S200：对第二次预加热后的刀模，在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，第一次淬火温度为1200℃，第一次淬火时间为600min，第一次淬火后放入航空煤油中浸泡5h，进行冷却，待刀模第一次淬火冷却后，进行第二次淬火，第二次淬火温度为1300℃，第一次淬火时间为800min，第二次淬火后空冷至600℃，并放入至600℃的盐浴炉中3h，待刀模第二次淬火冷却后，进行第三次淬火，第三次淬火温度为1350℃，第三次淬火时间为300min，第三次淬火后进行空冷；
S300：将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-80℃冷处理3h；
S400：利用80℃的温水对冷处理后的刀模的表面进行30min浸泡之后清洗，待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤15min，之后进行25min风冷，然后进行自然冷却；
S500：将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，将炉温升至600℃，之后滴入甲醇，并维持炉温600℃，25min后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，处理3h后升温至800℃，继续处理3h后，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；
S600：将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，第一次回火温度为500℃，时间为5h，之后放入机油中冷却2h，待第一次回火冷却完成后，进行第二次回火，第二次回火温度为300℃，时间为4h，之后放入机油中冷却2h；
S700：在真空中以500℃/min加热速度对刀模进行加热，加热至1200℃，之后投入液氮中完全冷却；
S800：将投入液氮中完全冷却后的刀模进行220℃的低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。
具体的：通过对所述刀模进行两次预热，之后在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，每次淬火对应冷却，然后将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-80℃冷处理3h；从而使刀具内残余奥氏体转变为马氏体，从而提升刀模的硬度，耐磨度和尺寸稳定性，之后利用温水对冷处理后的刀模的表面进行浸泡清洗，然后放入干燥机中进行烘烤，之后风冷，然后进行自然冷却，之后将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，升高炉温，之后滴入甲醇，并维持炉温，经过一段时间后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，经过一段时间处理后，升温，并继续处理一段时间，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；其中可用乙醇代替甲醇，催硬渗剂由甲醇、甲酰胺、硫脲、硫铜、和RE构成，通过共渗后的刀具表面，在渗层中存在大量点状物，主要成分由Fe3O4、FeS、Fe2B和碳氮化合物组成，碳氮化合物高度弥散分布，具有极高的硬度，随着扩散过度减少，硬度逐渐下降，碳氮化合物也就逐渐减少，而过渡到刀模的基本原始硬度，由于加入稀***渗与催渗人微合金化作用，尤其对硼原子的催渗作用，使得刀具表面Fe2B增多，加入稀土渗入后引起畸变作用，使表面硬度很高，亚表层含有大量软相组织Fe3O4、FeS、稀土及硼原子又无法渗入到该层，使该处硬度形成一个低谷，但随着稀土催渗作用使该处集中大量碳、氮，而其他原子却无法渗入，从而大量碳氮化合物，极大提高了该处的硬度与耐磨损程度，从而达到刀模共渗的增硬耐磨目的，之后将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，每次回火后均进行冷却，然后在真空中对刀模进行加热，之后投入液氮中完全冷却，从而再次对刀模进行冷处理，之后将投入液氮中完全冷却后的刀模进行低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。通过上述热处理工艺使得制备出的刀模具有更好的韧性、硬度和耐磨性。
实施例3，请参阅图3，本发明提供了一种刀模组件热处理工艺，包括如下步骤：
S100：将刀模在井式炉中进行温度为850℃，时间为400min的第一次预热，待第一次预热完成后立即在单预热点火炉中进行温度为925℃，时间为150min的第二次预热；
S200：对第二次预加热后的刀模，在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，第一次淬火温度为1150℃，第一次淬火时间为550min，第一次淬火后放入航空煤油中浸泡4.5h，进行冷却，待刀模第一次淬火冷却后，进行第二次淬火，第二次淬火温度为1250℃，第一次淬火时间为600min，第二次淬火后空冷至600℃，并放入至600℃的盐浴炉中2.5h，待刀模第二次淬火冷却后，进行第三次淬火，第三次淬火温度为1300℃，第三次淬火时间为250min，第三次淬火后进行空冷；
S300：将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-75℃冷处理2h；
S400：利用75℃的温水对冷处理后的刀模的表面进行25min浸泡之后清洗，待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤10min，之后进行20min风冷，然后进行自然冷却；
S500：将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，将炉温升至550℃，之后滴入甲醇，并维持炉温550℃，20min后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，处理2.5h后升温至750℃，继续处理2.5h后，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；
S600：将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，第一次回火温度为450℃，时间为4h，之后放入机油中冷却2h，待第一次回火冷却完成后，进行第二次回火，第二次回火温度为250℃，时间为3h，之后放入机油中冷却2h；
S700：在真空中以450℃/min加热速度对刀模进行加热，加热至1100℃，之后投入液氮中完全冷却；
S800：将投入液氮中完全冷却后的刀模进行200℃的低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。
具体的：通过对所述刀模进行两次预热，之后在淬火介质为氯化钙饱和水溶液的环境内进行三次淬火，每次淬火对应冷却，然后将第三次淬火冷却后的刀模置于制冷机中进行-75℃冷处理2h；从而使刀具内残余奥氏体转变为马氏体，从而提升刀模的硬度，耐磨度和尺寸稳定性，之后利用温水对冷处理后的刀模的表面进行浸泡清洗，然后放入干燥机中进行烘烤，之后风冷，然后进行自然冷却，之后将清洗、干燥及冷却后的刀模置于共渗炉内，升高炉温，之后滴入甲醇，并维持炉温，经过一段时间后停止滴入甲醇，之后滴入催硬渗剂，经过一段时间处理后，升温，并继续处理一段时间，然后停止滴入催硬渗剂，降温出炉；其中可用乙醇代替甲醇，催硬渗剂由甲醇、甲酰胺、硫脲、硫铜、和RE构成，通过共渗后的刀具表面，在渗层中存在大量点状物，主要成分由Fe3O4、FeS、Fe2B和碳氮化合物组成，碳氮化合物高度弥散分布，具有极高的硬度，随着扩散过度减少，硬度逐渐下降，碳氮化合物也就逐渐减少，而过渡到刀模的基本原始硬度，由于加入稀***渗与催渗人微合金化作用，尤其对硼原子的催渗作用，使得刀具表面Fe2B增多，加入稀土渗入后引起畸变作用，使表面硬度很高，亚表层含有大量软相组织Fe3O4、FeS、稀土及硼原子又无法渗入到该层，使该处硬度形成一个低谷，但随着稀土催渗作用使该处集中大量碳、氮，而其他原子却无法渗入，从而大量碳氮化合物，极大提高了该处的硬度与耐磨损程度，从而达到刀模共渗的增硬耐磨目的，之后将降温出炉后的刀模硝盐回火炉中进行两次回火，每次回火后均进行冷却，然后在真空中对刀模进行加热，之后投入液氮中完全冷却，从而再次对刀模进行冷处理，之后将投入液氮中完全冷却后的刀模进行低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。通过上述热处理工艺使得制备出的刀模具有更好的韧性、硬度和耐磨性。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种刀模组件热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将刀模进行预加热；
对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却；
对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥；
将干燥后的刀模进行回火，然后冷却；
将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却。
2.如权利要求1所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述将刀模进行预加热，包括：
将刀模进行两次预加热，第一次预热在井式炉中进行，温度为800～900℃，预热时间为350min～450min；
第一次预热完成后立即进行第二次预热，第二次预热在单预热点火炉中进行，温度为900～950℃，预热时间为100min～200min。
3.如权利要求1所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述对预加热后的刀模进行淬火，然后冷却，包括：
将刀模进行三次淬火，第一次淬火温度为1100～1200℃，第一次淬火时间为500min～600min，第一次淬火后放入航空煤油中浸泡4～5h，进行冷却；
待刀模第一次淬火冷却后，进行第二次淬火，第二次淬火温度为1200～1300℃，第一次淬火时间为400min～800min，第二次淬火后空冷至600℃，并放入至600℃的盐浴炉中2～3h；
待刀模第二次淬火冷却后，进行第三次淬火，第三次淬火温度为1250～1350℃，第三次淬火时间为200min～300min，第三次淬火后进行空冷。
4.如权利要求3所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述对淬火冷却后的刀模进行清洗，并进行干燥，包括：
利用70～80℃的温水对第三次淬火冷却后的刀模的表面进行浸泡清洗；
待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤，之后进行风冷，然后进行自然冷却。
5.如权利要求4所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述待浸泡清洗完成后，放入干燥机中烘烤，之后进行风冷，然后进行自然冷却，包括：
所述浸泡时间为20～30min，烘烤时间为5～15min，风冷时间为15～25min。
6.如权利要求1所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述将干燥后的刀模进行回火，然后冷却，包括：
将淬火冷却后的刀模在硝盐回火炉中进行两次回火，第一次回火温度为400～500℃，时间为3～5h，之后放入机油中冷却2h；
待第一次回火冷却完成后，进行第二次回火，第二次回火温度为200～300℃，时间为2～4h，之后放入机油中冷却2h。
7.如权利要求1所述的刀模组件热处理工艺，其特征在于，所述将回火冷却后的刀模进行低温加热，并在加热完成后进行冷却，包括：
将回火完成后的刀模进行180～220℃的低温加热，之后放入石英砂中自然冷却。
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