非标准刃具的热处理工艺设计实例（16）
如题16. 通用高速钢大型拉刀的淬火和回火工艺设计
（1）大型拉刀的承载特点和技术要求拉刀工作时属于低速切削，但承受较大的拉应力。主要的失效形式是刃部磨损和个别情况下被拉断。因此，拉刀必须有很好的耐磨性和很高的抗拉强度以及一定的韧性。鉴于上述，大型拉刀通常用高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2制作。
热处理技术要求
1）淬火和回火后硬度：切削齿部分为63～67HRC；前导向和后导向部分≥50HRC；柄部为40～50HRC。
2）大型拉刀热处理后不直度应符合表2-18规定。
3）脱碳层深度，不得超过预留磨削加工量的1/3。预留磨削量见书后附录B所示或冷热加工工艺协商确定。
表1 大型拉刀热处理后的不直度允差
（2）热处理工艺性分析拉刀毛坯一般从钢厂出厂的圆钢上下料。因此，不同规格（特别是直径φ≥50mm）的圆钢中心碳化物均匀度较差，容易在加热时产生过热和冷却时产生裂纹。因此，淬火加热温度，应根据所用原材料直径的增加而稍许降低。另外，拉刀的长度与截面的比值一般很大，淬火过程产生的不直度变形严重。因此，拉刀淬火校正是其关键操作技术之一。为了减少拉刀的淬火变形，在确保满足硬度要求的前提下，采用较低的淬火加热温度和较长的加热时间。
（3）热处理工艺大型拉刀的最终热处理工序，参照如下程序执行。
1）拉刀最终热处理流程：淬火预热→淬火加热→冷却并趁热校直→清洗→回火并趁热校直→回火→柄部处理→清洗→质量检查→表面处理（发黑防锈或化学热处理表面强化）等。
2）淬火加热：通常直径≤60mm拉刀经中温850～900℃的一次预热即可；直径＞60mm拉刀需增加一次550～600℃的低温预热，然后进行中温预热，最后在盐浴炉中进行淬火加热。其具体加热温度与拉刀所用材料和规格大小有关，如表5-19所示。
表2通用高速钢拉刀淬火加热温度
在盐浴炉中预热时间，一般是加热时间的2～3倍（在气氛炉中预热以拉刀透烧，即内外温度一致为准）。拉刀淬火加热时间系数可参考图1进行计算。
图1拉刀淬火加热系数
3）淬火冷却：大型拉刀淬火冷却，可根据现场实际情况选择不同的冷却方法，无论采用哪种冷却方法都要与趁热校直相结合（如油冷200～300℃出油趁热校直淬火；一段或两段分级冷却趁热校直淬火；等温淬火后趁热校直等）。任何趁热校直后均需悬挂空冷，并减少空冷过程的不均匀冷却，如某单侧冷却速度比另侧快等
4）回火：普通淬火和分级淬火的拉刀在560℃，保温1～3h后空冷。一般是回火2～3次；等温淬火后需进行3～5次回火，并均需在第一次回火冷却过程趁热补充校直。
5）柄部处理：拉刀柄部加热温度为900℃左右，保温时间按15s/mm左右计算（加热温度高，加热时间系数小些，反之亦然）以柄部硬度合格为准。柄部加热后立即油冷，防止余热导致齿部过回火。
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