專利名稱:超硬型高速鋼刀具低溫氣體多元共滲的制作方法
本發(fā)明屬于高速鋼刀具表面化學熱處理的技術領域：
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高速鋼刀具有多元共滲技術現(xiàn)在應用越來越廣泛，在普通高速鋼刀具上應用有氧、氮共滲，碳、氮、氧共滲，碳、氮、氧、硫共滲及碳、氮、氧、硼、硫共滲。但在超硬型高速鋼刀具上，還未應用多元共滲技術解決表面強化問題。
本發(fā)明的目的是用一定的方法，使碳、氮、氧、硼四種元素滲入超硬型高速鋼刀具的金屬表面，來解決超硬型高速鋼刀具的表面強化問題，使其刀具提高硬度，達到提高使用壽命的目的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的首先將200～300毫升的乙醇(或甲醇)和8～19克的硼干放入容器中，加熱95～100℃，溶解后，再往容器中加入1～5克的氟硼酸鉀，攪動5分鐘左右，倒入滴滲劑器中。這時容器中還可能有剩余的氟硼酸鉀，再放入甲酰胺50～100毫升，并將容器在酒精燈或電爐上加熱，待氟硼酸鉀完全溶解后，再放入滴滲劑器中，此時滴滲劑器中的溶液稱為混液。然后，再按甲酰胺∶混液＝2∶1的比例，往滴滲劑器中一次加入甲酰胺，此時滴滲劑器中的溶液稱為總混液。
將待處理的經(jīng)過正常淬、回火的超硬型高速鋼刀具放入井式氣體滲碳爐中，然后開始進行熱處理工藝。
該工藝的熱處理溫度為530～560℃，保溫時間1～2.5小時。下面是該工藝的實施方法首先用裝有丙酮的滴滲劑器向爐中滴入丙酮，滴速為100～180滴/分(1毫升＝20～25滴)。當爐溫達到530～560℃的溫度后，丙酮的滴速加大到140～200滴/分，然后開始排氣，即將爐內的空氣等雜質氣體排出。排氣三十分鐘后，點燃排氣孔，當有火焰出現(xiàn)時，丙酮的滴速改為80～100滴/分，同時開始用另一裝有總混液的滴滲劑器向爐中滴入總混液，滴速為140～180滴/分，滴入總混液的時間根據(jù)不同的刀具類型，一般為1.0～2.0小時。
將經(jīng)過熱處理的刀具從爐中取出后，經(jīng)過油冷或風冷，再進行去氫處理。去氫處理的溫度為200～250℃，保溫時間為1.5～3小時，所用設備可選用井式爐、箱式爐或油爐。刀具出爐后浸油。
本發(fā)明的優(yōu)點是，解決了超硬型高速鋼刀具的表面強化問題，且使其刀具的耐用度可穩(wěn)定提高1～2倍;該工藝可以應用在各種銑刀、滾刀、拉刀、插齒刀、絲錐、鉆頭等刀具上;該工藝所用設備簡單，操作易行，處理后的刀具可直接裝機使用;該工藝所用滲劑無化學毒性及爆炸性;該工藝溫度低，范圍寬，時間短，能耗少;經(jīng)該工藝處理后的刀具變形極小。
用近代測試方法已測定，刀具表面已滲入了碳、氮、氧、硼四種元素，并獲得了0.03～0.07毫米的共滲層，滲層組織是由α-Fe、M6C、Fe3O4、Fe2FeBO5、M23C6、α-W2C及Co3W等相所組成。滲層硬度Hv平均可達到1145～1197，且共滲層不脆。
下面是實施例。
取10克硼干放入盛有250毫升酒精的容器中，加熱至100℃，待全部溶解后，再放入2克氟硼酸鉀，攪動5分鐘后，將溶液倒入滴滲劑器中。再往容器中放入100毫升甲酰胺與未溶解的氟硼酸鉀相混合，放在酒精燈上加熱至沸騰，待氟硼酸鉀完全溶解后，將該溶液放入滴滲劑器中，這就是所配的混液。再向滴滲劑器中放入700毫升甲酰胺，此時總混液就配制成了。
將待處理的經(jīng)過正常淬、回火的超硬型高速鋼刀具，放入75千瓦的井式氣體滲碳爐中。此時用-裝有丙酮的滴滲劑器向爐中滴入丙酮，滴速為150滴/分。當爐溫升到535℃時，丙酮的滴速加大到180滴/分，然后開始排氣，排氣三十分鐘后，點燃排氣孔，當有火焰出現(xiàn)時，丙酮滴速變?yōu)?00滴/分，同時開始用另一裝有總混液的滴滲劑器向爐中滴入總混液，滴速為140滴/分。2小時后，刀具出爐，形狀簡單的油冷，形狀復雜的風冷。待工件達到室溫后，放入45千瓦的油爐中，進行去氫處理，溫度為220℃，時間為2小時。刀具出爐后浸油。
權利要求
1.一種適用于超硬型高速鋼刀具表面多元共滲的熱處理方法，其特征在于刀具在井式氣體滲碳爐中進行多元共滲，所用滲劑是由丙酮和總混液兩部分組成，其中丙酮為700～1100毫升，總混液為甲酰胺∶混液=2∶1，混液包括乙醇200～300毫升，硼干8～19克，氟硼酸鉀1～5克，共滲的溫度為530～560℃，爐內保溫時間為1～2.5小時，然后再進行去氫處理。
2.按權利要求
1所述的方法，其特征在于去氫處理的工藝為溫度200～250℃，保溫時間1.5～3小時，所用設備可以是井式爐、箱式爐或油爐。
專利摘要
本發(fā)明屬于高速鋼刀具表面化學熱處理的技術領域：
。是提高超硬型高速鋼刀具使用壽命的一種方法。用共滲的方法，在井式氣體滲碳爐中，通過滲劑，使碳、氮、氧、硼等元素滲入刀具金屬的表面，提高了刀具表面的硬度，使超硬型高速鋼刀具的耐用度提高1～2倍。這種工藝方法具有使用范圍廣泛，設備簡單，操作易行，溫度低，能耗少，刀具變形小等特點。所用滲劑無化學毒性和爆炸性。
文檔編號C23C8/80GK86103577SQ86103577
公開日1987年1月31日 申請日期1986年5月21日
發(fā)明者吳成國, 楊化仁, 陶化清 申請人:沈陽冶金機械?？茖W校導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan