一种高速工具钢丝真空热处理工艺，属于真空热处理领域。该高速工具钢丝真空热处理工艺包括高速工具钢丝清洗、烘干、真空退火、拉拔、轧制扁丝和真空焊接。真空退火是在２×１０↑［－２］Ｐａ～３Ｐａ真空度，加热６０分钟至６００℃±５℃保温３０分钟后，再加热３０分钟至８２０℃～８５０℃保温２７０分钟，之后以２５℃／小时冷速降温至６００℃±５℃，后随炉冷至４００℃～３５０℃时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至６０℃出炉；真空退火周期为２２～２７小时。本发明专利技术的优点在于高速工具钢丝真空退火表面无渗氮，使焊接时焊缝无气泡、无漏焊；同时表面无氧化、无脱碳，尺寸精度高；力学性能和硬度均匀。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高速工具钢丝真空热处理工艺，属于真空热处理领域。
技术介绍
锯切是机械制造行业及冶金行业必不可少的一种加工方法。自美国专利技术双 金属带锯，淘汰了陈旧的往复锯及锯床，给锯切业带来一场技术革命。用带锯 下料由于其锯口窄、速度快、精度高，大大提高了生产效率，节约金属材料、节 约能源。双金属带锯关键在于优质的双金属锯条，用于制造双金属锯条的复合 带齿部所需的高速工具钢扁丝，技术含量高、质量要求严。焊接用高速工具钢 丝与一般用途的钢丝区别就在于高速工具钢丝经加工成扁丝(即横截面为矩形 的钢丝)，最终要用真空电子束焊机将高速工具钢扁丝与合金弹簧钢带焊接成双 金属复合带。因此，对于高速工具钢扁丝除要求其应具有普通钢丝表面不氧化、 不脱碳等常规表面要求外，还特别要求其表面不能渗碳、不能渗氮，并且尺寸 精度要高(矩形的四个角要相互垂直，且保证一定的园角)；尤其是生产带锯用 高速工具钢M42扁丝对质量的要求更高。所以，常规的热处理工艺及加工工艺难以达到质量要求。常规热处理工艺采用氮气保护炉退火工艺和沙封罐增碳退火工艺，钢丝表 面易于出现渗氮、渗碳、脱碳、氧化等缺陷层，钢丝须经多次酸洗去除表面缺 陷。由于气氛保护退火使钢丝表面渗氮，虽经酸洗除掉表面渗氮层，但清洗仍 不彻底，轧制成扁丝最终进行焊接时焊缝处容易产生气泡、漏焊、虚焊等缺陷， 严重影响锯条质量，导致带锯用高速工具钢扁丝均需从国外进口。目前进口高速工具钢扁丝表面无脱碳、无氧化，尺寸精度高，均匀性好，焊接时不用试焊，但是仍然存在含量100X10—6 200X 10—6的氮。国外的高速工 具钢丝退火一般都采用真空退火工艺，在《金属制品》1987年杂志上发表的英 国IPSEM工业公司制造的井式真空炉，在Peterstubs公司用于高速工具钢丝退 火，装炉后抽真空，真空度5X10—2 5X10—3Torr (6. 67Pa 0. 667Pa)，再加热 升温，4小时后到达85(TC，保温4小时，抵达高温时充入氮气，增加分压，控 制速度为每小时2CTC直到650°C，然后充入大量氮气，循环冷至室温；再如日 本日立公司其高速工具钢盘圆采用真空退火处理，真空度6. 67Pa 0. 667Pa (5 X10—2 5X10—3Torr)，同时在保温时间内也充入氮气。。国外的高速工具钢丝真空退火工艺，在高温保温区段均充入氮气，导致钢 丝产生渗氮，降低可焊性、影响焊接质量。双金属锯条用高速工具钢扁丝要求 具有高的可焊接性，因此要求在真空退火中，表面不可发生渗氮。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高速工具钢丝表面无渗氮的真空热处理工艺，提 高双金属锯条用高速工具钢扁丝可焊接性和焊接质量。为解决上述技术问题，本专利技术采取以下具体技术方案一种高速工具钢丝真空热处理工艺流程包括为高速工具钢丝清洗、烘干、真空退火、拉拔、轧制扁丝和最后进行真空焊接。真空退火是在2X10 2pa 3Pa 真空度，加热60分钟至600。C士5t:保温30分钟后，再加热30分钟至820 。C 85(TC保温270分钟，之后以25TV小时冷速降温至600°C±5°C，后随炉 冷至40(TC 35(TC时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至6(TC 出炉；真空退火周期为22 27小时。当热处理高速工具钢M42钢丝时，在2X10，a 3X10—'Pa真空度，加热60 分钟至605。C保温30分钟后，再加热30分钟至85(TC保温270分钟，之后 在2Xl(TPa 3X10—卞a真空度，以25。C/小时冷速降温至597°C，后随炉冷至 35(TC时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至6(TC出炉；真空退 火为24 27小时。当热处理高速工具钢M3钢丝时，在3X 10—2Pa 3Pa真空度，加热60分钟至 60(TC保温30分钟后，再加热30分钟至85(TC保温270分钟，之后在2X 10—卞a 3Xl(TPa真空度，以25tV小时冷速降温至604°C，后随炉冷至398°C时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至6(TC出炉；真空退火周期为22 24小时。当热处理高速工具M2钢丝时，在3Xl(TPa 3Pa真空度，加热60分钟至 596。C保温30分钟后，再加热30分钟至82(TC保温270分钟，之后在2X 10—卞a 3X10—卞a真空度，以25"C/小时冷速降温至602°C ，后随炉冷至370°C 时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至60。C出炉；真空退火周 期为22 24小时。清洗工序采用防锈剂封闭液。真空退火炉设有两个罗茨泵，工作时可以轮流使用其中一个罗茨泵，并可 根据需要随时调整真空度。对高速工具钢丝常规退火工艺和真空退火工艺进行分析。上述技术方案的指导思想是真空热处理不仅可实现高速工具钢丝的无氧 化、无脱碳，脱气、脱脂，而且还可以实现生产的无污染和工件的少畸变，并 且当选择不充氮气、同时选择合适的真空度，即防止渗氮，又防止真空状态下 金属基体元素的挥发，保证了高速工具钢丝焊接性能、退火组织和力学性能及尺寸精度要求；并且真空退火工艺易于控制。 本专利技术的有益效果是-1) 由于在高温82(TC 85(TC和降温至40(rC 35(rC的过程中，始终保持2 X10—2pa 3Pa真空度，高速工具钢丝检验结果表明表面状态"与原料结果相同" ——没有发生渗氮和氧化现象、脱碳为O;力学性能测试结果表明断面收縮率和 硬度均匀性好。按本专利技术的工艺真空热处理后，高速工具钢丝理化性能很好。2) 由于真空热处理后，高速工具钢丝的表面无渗碳、无脱碳、无氧化、脱 气、脱脂，因此表面尺寸精度高，无污染。3) 由于表面无渗氮、表面尺寸精度高，使高速工具钢扁丝与合金弹簧钢带 表面接触严密、焊缝无气泡、无漏焊，提高了复合带及带锯条的焊接质量，提 高成材率，降低成本、有利环保。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是高速工具钢丝真空热处理工艺曲线。其中横坐标是时间(分钟)坐标，纵坐标是温度(°C)坐标。高速工具钢丝真空退火是在真空度2X10—2Pa 3Pa中，加热60分钟至600。C士5。C保温30分钟后，再加热30分钟至820°C 850。C保温270分钟，之后以25tV小时冷速降温至600°C±5°C，后随炉冷至 400'C 35(TC时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至6(TC出炉。 真空退火周期为22 27小时。 具体实施例方式实施例l:高速工具钢M42钢丝，cj)4.9画，482kg，使用封闭液清洗干净， 既不腐蚀钢丝基体、又防钢丝表面氧化，之后经烘干并封闭后装炉进行真空退 火处理。真空退火炉的两个罗茨泵，可以轮流使用其中一个罗茨泵，根据需要 随时调整真空度。将真空退火的真空度调整在2X10—2pa 3X10—'Pa，开始对钢 丝加热60分钟至605t保温30分钟后，再加热30分钟至85(TC保温270分钟， 之后将真空度调整在2X10—'Pa 3X10—'Pa，以25。C/小时冷速降温至597°C， 后随炉冷至35(TC时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至60°C 出炉。真空退火整个周期为24 27小时。出炉钢丝再经拉拔、轧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高速工具钢丝真空热处理工艺，流程包括为高速工具钢丝清洗、烘干、真空退火、拉拔、轧制扁丝和最后进行真空焊接，其特征在于：真空退火是在２×１０↑［－２］Ｐａ～３Ｐａ真空度，加热６０分钟至６００℃±５℃保温３０分钟后，再加热３０分钟至８２０℃～８５０℃保温２７０分钟，之后以２５℃／小时冷速降温至６００℃±５℃，后随炉冷至４００℃～３５０℃时开始向炉内充入两个大气压的氮气循环冷却，降温至６０℃出炉；真空退火周期为２２～２７小时。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马肃宁，孙立忠，滕世海，唐传东，王海涛，
申请(专利权)人：大连经济技术开发区特殊钢制品公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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