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我厂是大型国有机械加工企业，各种类型的刀具以自己生产为主，同时也对外单位处理各类规格的刀具。在刀具的热处理方法及控制变形上，我们总结了一些经验，本文所讲的就是利用合金的超塑性现象来控制拉刀变形的方法，以供同行参考。
1试验材料及方法
1.1高速钢的特点
高速钢的含碳量均在0.7～1.65%范围内，但每种钢的碳含量均限定在一个较窄的范围内，合金含量均在10～20%，同时还含有很多的碳化物形成元素。而高速钢的使用性能要求预处理组织的碳化物分布要均匀，这对后期热处理得到好的组织至关重要。通过锻造改变高速钢的原始组织，锻扎温度和锻造比对质量有直接影响。锻扎开始温度必须低于共晶莱氏体的熔点，以免使零件产生断裂。锻扎的终止温度不宜过高，否则易使晶粒粗大。为了破碎柱状晶网状碳化物，要求反复墩锻拔长，才能显著提高高速钢的质量。锻后退火的目的是降低硬度，便于加工。我厂生产的拉刀，所常用的材料为W18Cr4V、W6M5Cr4V2、W2Mo5Cr4VCo8及W9Cr4Cr2，技术要求硬度为HRC63～66，导向与柄部硬度要求HRC45～50，拉刀长度1200mm～1400mm，锯齿形拉刀全长直线度要求≤0.2mm，花键拉刀全长跳动量要求≤0.3mm。
1.2拉刀淬火、回火工艺
高速钢品种较多，在此仅对W18Cr4V钢举例，由于它含有较多量的铬（Cr）、钨（W）、钒（V）元素，其淬透性较好，含有较多量的W元素，红硬性也较好。
拉刀的热处理对温度的选择极为苛刻，温度过高容易使拉刀过热、过烧造成报废，为了准确的选择加热温度，当试棒晶粒度相当于9号～10号时，再准确调整淬火温度为1270±5℃，高速钢拉刀淬火回火工艺曲线（如图1所示）。 （图片）
图1 高速钢拉刀热处理工艺图高速钢拉刀直接高温加热易形成较大的温差，产生很大的热应力，因此加热过程必须经过两个阶段的预热。淬火时预冷860℃左右，再在油中冷却至200℃左右取出。热处理过程中，由于合金元素含量较大，使“C”曲线右移很多，淬火时易形成大量的残余奥氏体。在淬火时奥氏体转变为马氏体时间内，塑性增加得最为显著（达20倍），在组织转变过程中，塑性的增加量是不均匀的，通常在相变开始时塑性增加的量最大，这时利用超塑现象解决拉刀的变形非常有效，既不需要采用分级淬火减少应力的方法进行处理，也无需采用回火后用压力压焖拉刀的方法进行校正，更不需要回火专用工装等繁琐的工序进行处理。利用材料的超速性现象解决拉刀的变形既简化了工艺，又省时省力。
1.3利用合金超塑性的校直方法
以锯齿拉刀为例，在油中冷却至200℃左右取出后。此时拉刀直线方向变形很大，有的拉刀弯曲度甚至超过30～40mm。将拉刀凹面朝下放在平台上，用双手向下压，感觉并不费力拉刀便很快向下延伸，当凹面与平台相接触时，将拉刀迅速与平台分开。如不及时分开，拉刀受热胀冷缩的影响，凹面会变成凸面。这种校直的方法既简便又快捷。校直示意图（如图2所示）。（图片）
图2 拉刀校直示意图锯齿拉刀校正后，全长平行度为0.1～0.2mm，这样才能有效的保证加工余量，花键拉刀的校正方法同锯齿拉刀一样。在平台上不易看出零件的变形量时，可在工作台上用百分表分三段检测跳动量，跳动量大于0.3mm时，可将工作台两端的顶尖顶紧，并用手压在拉刀的凸面，或者用油棉纱对拉刀的凹面进行湿润，便可将拉刀校直。拉刀校直后，不可以平放，要将拉刀吊挂起来（当拉刀温度降低至70o～80o仍然容易校正）。
拉刀回火时，合金碳化物从固溶体中弥散析出，使拉刀的硬度上升。同时，残余奥氏体在回火冷却时组织转变为二次马氏体也使硬度增高，所以不主张在回火期间做校正处理，原因是此时拉刀的塑性低，回火后二次硬化硬度高、脆性大，不宜校直，而利用合金的超塑性现象在相变过程中就很容易校直。对校正后的拉刀回火要在硝盐液体中吊挂，使拉刀受热均匀。第一次回火完后检测变形情况，下次回火可不做检测，直到回火完为止。
2 结论
30多年来，我厂在生产实践中不断总结摸索，利用合金的超塑性现象来控制各种刀具的变形，效果极佳，处理的拉刀无一例因淬火变形超差而报废。
参考文献
[1]崔昆.钢铁材料及有色金属材料〔M〕.北京：机械工业出版社，1981，（6）147～175.
[2]夏新成.钢件淬火趁热校正原理和校正最佳时机〔J〕.《金属热处理》，1981，（1）24～27.
4/5/2007
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