非标准刃具的热处理工艺设计实例（5）

伯龙马

如题
5. T12A钢制锉刀的热处理工艺设计
锉刀是一种多刃的切削工具，主要用于锉削硬度为18～58HRC范围内的金属材料。工作中承受强烈磨损和弯曲变形以及一定的冲击。因此，要求锉刀具有较好耐磨性的同时，还需要具有一定的抗弯强度和韧性。
（1）锉刀的失效分析  同种材料制作的优质锉刀使用过程的失效形式是磨损；质量不佳的锉刀往往是早期断齿和崩刃。失效分析表明，两者仅仅是组织结构的差异，即碳化物形态和基体组织形态不同。
（2）热处理工艺性分析  由于T12A钢是过共析钢，脆性较大。常规热处理一般是获得细小碳化物为目的，改善其韧性获得强韧化效果。然而，对锉刀而言要得到良好的锉削性能，认为在组织中保持一定数量的大颗粒碳化物是很有效的方法。同时，为了保持良好的韧性，热处理后基体应是低碳马氏体组织并将碳化物棱角钝化。
（3）锉刀的热处理工艺设计
1）预备热处理:采用图1所示的两段等温球化退火工艺，旨在改变锉刀的原始组织状态。首先加热到比Accm(820℃)稍高的840～850℃，经适当保温，使组织中仅保留为数不多的碳化物，且奥氏体组织不均匀。然后，进入第一阶段球化退火，组织中不均匀奥氏体的高浓度碳偏析区和未溶碳化物成为大颗粒碳化物长大的核心。同时在周边组织中碳浓度降低，为淬火后获得低碳马氏体做好组织准备。在进入第二阶段球化退火时，即在Ac1以下等温，碳化物进一步扩散、析出、聚集球化，使大颗粒碳化物进一步长大，并新生许多弥散分布的小颗粒碳化物。如此，一定数量的大颗粒碳化物和大量的珠光体为最终热处理奠定了良好基础。
图1  T12A钢两段球化退火工艺
2）最终热处理:采用快速加热短时保温的热处理工艺。由于实际刃部加热温度较低，加热时间较短，碳化物大小不均，溶解速度不同，故得到成分极不均的奥氏体和一定数量的碳化物，淬火后组织性能良好。
（3）处理结果：组织为一定数量的低碳马氏体+较多的隐针马氏体+棱角钝化且大小不均碳化物；断口形貌为大量浅韧窝和撕裂棱；锉刀使用寿命达到50万次的较高水平。

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