郑州锋芒超硬精密工具有限公司
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金刚石锯片的基体作为支撑刀头、传递扭矩和承受切割载荷的关键结构件,其热处理工艺直接决定了锯片的硬度、韧性、疲劳强度和平面度等关键性能。为兼顾硬度(通常要求HRC30–42)与韧性/抗冲击性,需根据用途
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金刚石锯片的基体作为支撑刀头、传递扭矩和承受切割载荷的关键结构件,其热处理工艺直接决定了锯片的硬度、韧性、疲劳强度和平面度等关键性能。为兼顾硬度(通常要求 HRC 30–42)与韧性/抗冲击性,需根据用途采用不同的热处理方案。
基体需要在硬度和韧性之间取得完美的平衡:足够的硬度:防止基体在切割过程中因岩石或混凝土等材料的磨损而过快损耗,确保锯片直径稳定,切割高效。足够的韧性:防止基体在受到冲击、偏载或扭转时发生断裂或塑性变形,保证操作安全。
为了实现这一者兼具的性能,金刚石锯片基体(通常采用中高碳钢或合金弹簧钢,如65Mn、75Cr1、30CrMo等)需要经过一套完整且精密控制的热处理流程,主要包括:调质处理 和 应力消除处理。
1、淬火
目的:获得高硬度、高强度的马氏体组织。
加热:将基体在可控气氛炉(如井式炉、网带炉)中加热到Ac3温度以上(通常830°C - 880°C),使其内部组织完全转变为均匀的奥氏体。
保温:在奥氏体化温度下保温足够时间,确保碳和合金元素充分溶解,组织均匀化。
冷却:以大于临界冷却速度的速率快速冷却(通常是油淬)。这个快速冷却过程将奥氏体过冷到Ms温度以下,转变为马氏体。马氏体非常硬,但也非常脆,内应力极大,不能直接使用。
关键技术控制点:加热均匀性:炉内温度场必须均匀,确保基体整体性能一致,防止变形。冷却介质和搅拌:选择合适的淬火油和搅拌速度,确保冷却均匀,减少淬火变形和开裂风险。
2、高温回火
目的:消除淬火应力,降低脆性,提高韧性和塑性,使强度和韧性达到最佳配合。
加热:将淬火后的基体重新加热到一个相对较低的温度(通常在450°C - 600°C,具体温度取决于钢种和所需的最终硬度)。
保温:长时间保温(通常1-3小时)。在这个过程中,不稳定的马氏体分解,析出细小的、均匀分布的碳化物,形成一种称为回火索氏体的组织。这种组织综合性能极佳。
冷却:一般出炉后空冷。
关键技术控制点:回火温度是决定性因素:回火温度与最终硬度和韧性有直接关系。温度越低,硬度保留越高,但韧性稍差;温度越高,韧性越好,但硬度下降越多。制造商需要根据锯片的用途(如切花岗岩需要高韧性,切沥青需要高硬度)来精确制定回火工艺。
3、热校直与冷压校直
淬火和回火后,基体不可避免地会产生一些变形。必须进行校直。
热校直:在回火后,趁基体还有一定余温时进行压力校直,此时材料塑性较好,易于校正。
冷压校直:在室温下使用百分表检测平面度,并通过大型压力机进行多点精细校直,确保基体的端面跳动和平面度达到极高标准(通常要求小于0.10mm,高端产品要求小于0.05mm)。
4、应力消除(稳定化处理)
即使经过校直,基体内部仍存在残余应力,在后续使用中受热或受力后可能再次变形。因此需要进行应力消除处理。
过程:将校直后的基体在低于回火温度下(如300°C - 400°C)再次加热并保温较长时间,然后极其缓慢地冷却。
目的:最大限度地消除机加工、淬火和校直过程中产生的残余内应力,稳定基体的形状和尺寸,确保其在高速旋转和切割发热时保持稳定。
金刚石锯片基体的热处理是一个系统工程,每一步的工艺参数都至关重要。通过精确控制的调质处理获得理想的强韧性基础,再辅以精密的校直和应力消除来保证尺寸稳定性,才能制造出既锋利耐用又安全可靠的金刚石锯片。
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