非标准刃具的热处理工艺设计实例（14）
如题14. 通用高速钢齿轮滚刀的热处理工艺
（1）齿轮滚刀用料及质量要求由于齿轮滚刀工作时承载较重，要求精度高、内孔尺寸稳定性好，在性能上要求足够高的硬度和强度、较高的耐磨性和热硬性和较好的可磨削性以及一定的韧性等。因此，通常用高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2制作，在切削难加工材料或高速切削时，常选用W6Mo5Cr4V2Co5、W2Mo9Cr4VCo8钢制作。对原材料质量要求
1）由于大直径棒料碳化物偏析较严重。因此，制作较大规格齿轮滚刀的材料必须经过反复锻造，毛坯碳化物不均匀度≤5级。
2）图1a所示的模数为M5的齿轮滚刀，用料为W18Cr4V钢
3）毛坯锻后组织不得有任何裂纹、折叠和过热现象。
4）毛坯脱碳层深度不得超过切削加工预留量的1/2。
（2）齿轮滚刀热处理技术要求
1）硬度：切削一般材料要求63～66HRC；切削难加工材料要求65～68HRC。
2）晶粒度为10.5～11级。
3）变形度：邻齿螺距±0.04mm；三圈螺距±0.06mm；内孔和键槽不得超过预留磨量的1/2。
4）表面不得氧化脱碳和腐蚀。
（3）热处理工艺性分析该滚刀的失效特点是在长期使用过程内孔胀大而失去精度；有时内孔淬火后尺寸超差，甚至产生纵向裂纹；个别情况出现表面腐蚀等。因此，解决上述问题是热处理的关键。具体采用如下措施。
1）为减少滚刀孔径和轴向变形，滚刀粗铲加工后进行600～650℃，保持4～6h随后炉冷的去应力退火。
2）为降低切削加工表面粗糙度，在粗加工后进行硬度为38～43HRC的调质处理。
3）考虑该滚刀模数较大（M5），采用偏低的淬火加热温度，确保晶粒度为10.5～11级，有利于减少淬火变形和提高韧性。
4）采用完全贝氏体等温淬火，即淬火冷却和第一次回火冷却均予以等温处理见图1齿轮滚刀及其淬火回火工艺曲线。旨在减少回火过程产生的马氏体数量。
5）淬火冷却过程，先在500～550℃分级，一方面减少热应力，另方面避免直接淬入硝盐浴中发生高温腐蚀。
6）为避免滚刀在使用过程发生时效变形，回火后进行360～380℃，保持6～8h的稳定化处理等。如果有条件，进行冷处理效果会更好。
（4）淬火回火工艺设计W18Cr4V钢滚刀完全贝氏体淬火回火工艺见图1b所示。
图1W18Cr4V钢滚刀完全贝氏体淬火回火工艺曲线
a）齿轮滚刀示意图 b）淬火和回火工艺
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