CN112025231A - 一种用于机械加工刀具的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于机械加工刀具的加工工艺，其包括以下工序：A1、选料：选取高速钢作为刀具材料；A2、锻造：对刀具坯料进行锻造，得到刀具粗坯；A3、退火：进行退火热处理；A4、机械加工：对坯料进行切削加工，使刀具成型；A5、热处理：进行淬火和回火处理；A6、首次钝化：通过钝化液中浸泡20‑30分钟；A7、精加工：对刀具进行磨削加工达到精度要求；A8、二次钝化：再次对刀具进行钝化处理。本申请具有在精加工之前进行首次钝化，将刀具粗坯刃口的微小缺口进行钝化，在精加工之后，再次进行钝化，将刀具刃口的微小缺口、毛刺和精加工时在刀具表面留下的沟槽去除，减少切削热，并减少崩刃可能性的效果。

Description

一种用于机械加工刀具的加工工艺

技术领域

本申请涉及机械刀具加工的领域，尤其是涉及一种用于机械加工刀具的加工工艺。

背景技术

机械加工刀具是指机械制造中用于切削加工的刀具，又称切削刀具，绝大多数时机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

相关技术中，刀具在选好材料后，需要至少经过锻造、机械加工和精加工，从而将刀具从坯料加工成型，并经过精加工时刀具到达精度要求。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有在经过精加工之后，刀具刃口处存在程度不同的围观缺口，在切削加工过程中围观缺口容易扩展，加快刀具的磨损和损坏的缺陷。

发明内容

为了减缓刀具在切削加工使用过程中磨损和损坏的速度，本申请提供一种用于机械加工刀具的加工工艺。

本申请提供的一种用于机械加工刀具的加工工艺采用如下的技术方案：一种用于机械加工刀具的加工工艺，包括以下工序：

A1、选料：选取高速钢作为刀具材料；

A2、锻造：对刀具坯料进行锻造，得到刀具粗坯；

A3、退火：进行退火热处理；

A4、机械加工：对坯料进行切削加工，使刀具成型；

A5、热处理：进行淬火和回火处理；

A6、首次钝化：通过钝化液中浸泡20-30分钟；

A7、精加工：对刀具进行磨削加工达到精度要求；

A8、二次钝化：再次对刀具进行钝化处理。

通过采用上述技术方案，选用高速钢作为材料，在锻造后首先进行退火，降低刀具硬度，便于进行机械加工、对刀具粗胚进行裁切、铣削塑形，使刀具粗坯初步成型，而后进行淬火提升刀具硬度，回火降低刀具内部应力，待刀具恢复到室温后，工作人员对热处理过得刀具坯料进行首次钝化，首次钝化将刀具刃口处的毛刺和微小崩刃进行处理，减少了精加工时这些微小崩刃缺口扩大的可能性，提升精加工的质量，在精加工过后，工作人员对刀具进行二次钝化处理，从而将刀具在精加工过程中产生的毛刺和微小缺口去除，降低刀具在使用过程中磨损加速和发生崩刃的可能性。

优选的，在工序步骤A3中，将刀具粗坯加热至850-900摄氏度，保温4小时后降温至750-780摄氏度，保温6小时后在加热炉内冷却至500-550摄氏度，最后将刀具取出并在空气中自然冷却至室温。

通过采用上述技术方案，使刀具中的奥氏体分解，从而降低刀具的硬度，改善刀具的切削加工性，便于对刀具进行成型加工。

优选的，工序A5包括以下步骤：

B1、刀具第一阶段预热：将刀具加热到320-420摄氏度并保温20分钟；

B2、刀具第二阶段预热：将刀具加热到780-850摄氏度；

B3、刀具淬火：将刀具加热到1280-1300摄氏度并保温10分钟，最后在炉内冷却到室温。

通过采用上述技术方案，经过多次预热减少刀具发生形变的可能性，并经过淬火减少或消除刀具的内应力，稳定刀具尺寸并提升刀具的力学性能。

优选的，步骤B2中，使刀具保温在830-850摄氏度，向加热炉内加入煤油，煤油滴量为8-12毫升/分钟，并向炉内通入氨气，保温、步骤持续的时间为3-4小时。

通过采用上述技术方案，在工序步骤A5中，第二阶段预热的过程中，向加热炉内通入氨气并滴入煤油，在第二预热阶段进行的同步对刀具进行碳氮共渗，对刀具进行表面硬化，从而在淬火的同时完成碳氮共渗，提升了刀具表面硬度的同时，节约了工序。

优选的，在工序步骤A5中，回火处理的步骤为将刀具加热到550-580摄氏度保温1小时，随后自然炉内冷却至100摄氏度以下，如此反复3次，待第三次冷却至100度以下后将刀具加热到200度并保温一小时，最后将刀具自然冷却至室温。

通过采用上述技术方案，通过多次加热和保温，逐步降低刀具内部的应力，降低由于刀具内部存在大量残余应力，导致刀具在实际使用过程中，容易发生崩刃的可能性。

优选的，在工艺步骤A7中，对刀具精加工达到精度要求后，进行刀具涂层，在步骤A7中，刀具涂层采用化学气相沉积法。

通过采用上述技术方案，通过设置涂层，提升了刀具的表面性能，提升了刀具的耐腐蚀性能和表面硬度，使刀具更加耐磨耐用，由于采用化学气相沉积法对刀具进行刀具涂层，使用设备简单，涂层厚度均匀。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在精加工之前进行首次钝化，将刀具粗坯刃口的微小缺口进行钝化，减少精加工的过程中产生崩刃的可能性，在精加工之后，再次进行钝化，将刀具刃口的微小缺口、毛刺和精加工时在刀具表面留下的沟槽进行钝化，从而减少了刀具工作过程中摩擦产生的切削热，并减少毛刺和微小缺口造成的崩刃的可能性；

2.在淬火的预热过程中对刀具进行碳氮共渗，节约了工序和工步，简化了操作过程。

附图说明

图1是本申请实施例公开的一种用于机械加工刀具的加工工艺的整体工艺流程示意图。

图2是步骤A5当中各个分步的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于机械加工刀具的加工工艺。参照图1，一种用于机械加工刀具的加工工艺包括

A1、选料：选取高速钢作为刀具的材料。高速钢的成分为包括C 0.7-0.8%、W 17.5-19%、Cr 3.8-4.4%、V 1.0-1.4%、Mn 0.4%以下、Si 0.4%以下、S 0.3%以下、P 0.3%以下。

A2、锻造：通过锻造抓手和空气-蒸汽锻锤对刀具原料进行锻打塑性，得到刀具粗胚。

A3、退火：将刀具放入台车式电阻炉内进行退火。将刀具放入台车并关闭炉门后，启动电阻炉将刀具粗坯加热至850-900摄氏度，本实施例选用880摄氏度作为退火温度，刀具加温至880摄氏度后保温4小时后开炉门将内部刀具快速冷却至750-780摄氏度，本实施例选用760摄氏度，待刀具冷却至760摄氏度后工作人员管壁炉门并继续保温6小时，而后工作人员停止电阻炉的继续加热，使刀具在炉内逐渐冷却至500-550摄氏度，本实施例选用500度，而后台车炉的台车取出，使刀具在空气中自然冷却至室温，完成退火，从而降低了刀具粗坯的硬度，提升了刀具切削加工的性能。

A4、机械加工：通过车床、铣床、刨床等机床对刀具粗坯进行成型加工，使刀具形成精坯。

参照图2，A5、热处理：热处理包括淬火和回火。淬火阶段包括以下步骤：

B1、刀具第一阶段预热，将刀具放入井式气体渗碳炉中，精坯缓慢加热到320-420摄氏度，本实施例选用400摄氏度，而后保温至少20分钟，缓慢加热并对刀具预热，从而减少了刀具升温过快、升温不均匀造成刀具内产生大量应力的可能性，在刀具第一阶段预热中，不向炉内通入氨气和煤油。

B2、刀具第二阶段预热，在井式气体渗碳炉中继续将刀具加热到780-850摄氏度，而后进一步调整炉内温度，使温度提升至830-850摄氏度，本实施例选用830摄氏度，向炉内滴入煤油，保持输入煤油的速度为8-12ml/分钟，通入煤油一定时间后开始向炉内通入氨气，从而减少通入氨气时间过久造成的刀具氧化的可能性，其中通入氨气的时间长度为通入煤油时间的三分之一，且整个刀具第二阶段预热持续3-4个小时，而后停止输入煤油和氨气，实现了刀具的碳氮共渗，增加了刀具表面硬度和耐磨程度。

B3、刀具淬火：在井式气体渗碳炉中将刀具加热到1280-1300摄氏度后保温10分钟，从而实现了刀具淬火，实现了刀具整体的硬化。

在回火热处理的过程中，工作人员将在井式渗碳炉内的刀具精坯温度自然降至100摄氏度以下，而后重新加热至550-580摄氏度，本实施例选用570摄氏度，并保温1个小时，而后再次冷却至100摄氏度以下，如此往复三次，并最后将刀具加热到200度保温1小时，随后将刀具取出自然冷却至室温。回火的过程减少了刀具精坯内的应力，减少了刀具内应力对刀具强度的影响。

A6、首次钝化：首次钝化过程采用酸洗钝化，将刀具放入酸洗钝化液中浸泡20-30分钟，而后将刀具精坯取出。

A7、精加工：通过磨床对刀具精坯进行磨削，将刀具精坯加工到指定尺寸，并达到刀具精度要求。完成了磨削之后，工作人员将刀具通过化学气相沉积法进行刀具涂层，涂层采用TiAlCrN涂层，进而提升老菊的抗氧化磨损性能，并提升刀具的切削性能。

A8、二次钝化：二次钝化采用超生波钝化方法，通过超声波酸洗钝化时，将刀具刃口处的毛刺和小缺口钝化，同时将刀具表面涂层的微小凝固凸起去除，减少使用刀具进行切削的过程中，微小凸起与被切削工件产生摩擦，产生额外切削热及造成阻力的可能性。同时，超声波钝化的过程中对刀具表面进行清洗，将沾染的油污等清洗干净。钝化结束后，完成刀具的完整加工。

本申请实施例一种用于机械加工刀具的加工工艺的实施原理为：通过首次钝化减少精加工的过程中刀具发生微小崩刃影响刀具刃口完整性的可能性，通过二次钝化减少刀具刃口毛刺和附着在道具表面的涂层凸起，减少崩刃的产生并降低切削热的热量。通过在淬火的预热过程中进行碳氮共渗，从而了工序和工部，简化了流程，提升了加工效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：包括以下工序：

A1、选料：选取高速钢作为刀具材料；

A2、锻造：对刀具坯料进行锻造，得到刀具粗坯；

A3、退火：进行退火热处理；

A4、机械加工：对坯料进行切削加工，使刀具成型；

A5、热处理：进行淬火和回火处理；

A6、首次钝化：通过钝化液中浸泡20-30分钟；

A7、精加工：对刀具进行磨削加工达到精度要求；

A8、二次钝化：再次对刀具进行钝化处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：在工序步骤A3中，将刀具粗坯加热至850-900摄氏度，保温4小时后速冷至750-780摄氏度，保温6小时后在加热炉内冷却至500-550摄氏度，最后将刀具取出并在空气中自然冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：工序A5包括以下步骤：

B1、刀具第一阶段预热：将刀具加热到320-420摄氏度并保温20分钟；

B2、刀具第二阶段预热：将刀具加热到780-850摄氏度；

B3、刀具淬火：将刀具加热到1280-1300摄氏度并保温10分钟，最后在炉内冷却到室温。

4.根据权利要求3所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：步骤B2中，使刀具保温在830-850摄氏度，向加热炉内加入煤油，煤油滴量为8-12毫升/分钟，并向炉内通入氨气，保温、步骤持续的时间为3-4小时。

5.根据权利要求1所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：在工序步骤A5中，回火处理的步骤为将刀具加热到550-580摄氏度保温1小时，随后自然炉内冷却至100摄氏度以下，如此反复3次，待第三次冷却至100度以下后将刀具加热到200度并保温一小时，最后将刀具自然冷却至室温。

6.根据权利要求1所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：在工艺步骤A7中，对刀具精加工达到精度要求后，进行刀具涂层。

7.根据权利要求7所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：在工艺步骤A8中，钝化处理采用超声钝化处理，超声钝化时间为8-10分钟。

8.根据权利要求8所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：在步骤A7中，刀具涂层采用化学气相沉积法。

9.根据权利要求1所述的一种用于机械加工刀具的加工工艺，其特征在于：所述高速钢的化学元素含量为C 0.7-0.8%、W 17.5-19%、Cr 3.8-4.4%、V 1.0-1.4%、Mn 0.4%以下、Si0.4%以下、S 0.3%以下、P 0.3%以下。

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