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| 一種改善刀具壽命的新工藝方法 | | 發(fā)布者：admin 日期：2013/1/7 點擊：688 | | | 低溫深冷處理工藝是一種將材料或零部件置于－130～－190℃的低溫下，沈陽第一機床廠按一定的工藝進行處理的過程。它不僅可以對玄色金屬、有色金屬、金屬合金和碳化物進行處理，還能對非金屬材料進行處理。深冷處理是對切削刀具材料進行處理的有效工藝手段。
1機理概述
深冷處理的機理如今有幾種不同的觀點，沈陽第一機床廠現(xiàn)存的理論也有幾種。物理學家對刀具深冷導致金屬結(jié)構(gòu)變化的分析以為，深冷改變了金屬的原子和分子的結(jié)構(gòu)。冶金專家以為殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是題目所在。但確切發(fā)生了什么變化尚待進一步研究。
2工藝方法
1)使用設備帶有計算機連續(xù)監(jiān)控并能自動調(diào)節(jié)液氮進進量、自動升降溫的深冷處理箱。
2)處理過程處理過程由精確編制的降溫、超低溫保溫順升溫3個程序組成。
適當緩慢的降溫隨之進行最少24h的－190℃超低溫的保溫以及公道的升溫，沈陽第一機床廠3個過程合計需36～74h，通過這種公道的過程和精密的監(jiān)控可防止被處理工件的尺寸變化和“熱沖擊”的產(chǎn)生。
因此，要進行此項工作必須把握好深冷工藝，并對工藝過程進行嚴格控制；還要知道刀具材料的成分和熱處理的工藝過程。深冷處理不同于一般的表面處理，它可以使被處理工具的全部材料性能都得到進步，這樣刀具經(jīng)過多次修磨后仍能保持一致的性能。深冷處理并不能代替熱處理工藝，它是進步經(jīng)熱處理后材料機械性能的一種有效補充手段。
3深冷處理后效果對比
實驗條件：切削試件為灰鑄鐵(HT250)；沈陽第一機床廠刀具材料為硬質(zhì)合金；深冷處理前、后切削參數(shù)相同。
經(jīng)過深冷處理后，材料穩(wěn)定性得到進步，有害應力得到減小，刀具壽命有所進步。通過對灰鑄鐵零件的加工試驗證實，以同樣的切削參數(shù)加工同一零件，從附表中可看出，經(jīng)過深冷處理的刀具的均勻壽命明顯進步約1.53～8.4倍左右。
試驗中也發(fā)現(xiàn)以下題目：若對刀具進行深冷處理后，不在-200℃進行4～5h的保溫，而將刀具在室溫中放置半個月左右，則刀具的壽命變得與未經(jīng)深冷處理時一樣。其次，不能將刀具直接放到液氮中，這樣會使刀具遭到“熱沖擊”損害。另外，若原熱處理不公道也會造成深冷處理后效果甚微。劣質(zhì)的合金不可能通過深冷處理來變成優(yōu)質(zhì)合金。
4進步刀具性能的原因分析
由于溫度接近盡對零度時材料表現(xiàn)出的一種由無序向有序轉(zhuǎn)變的奇異現(xiàn)象，沈陽機床配件世界各國近年來開展的有關液氮溫度范圍超導材料的研究已經(jīng)取得舉世矚目的成就，盡管對這類現(xiàn)象進行解釋的理論尚未形成，超低溫對材料的影響尚未完全熟悉，但如何應用這些已發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象來改進產(chǎn)品質(zhì)量、降低本錢，正在從試驗室進進工廠。對于深冷處理能進步刀具性能的原因分析如下：
1)它使硬度較低的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的、更穩(wěn)定的、耐磨性和抗熱性更高的馬氏體；
2)通過超低溫處理，使被處理材料的晶格具有更加廣泛分布的硬度較高、粒度更細化的碳化物微粒；
3)在金屬晶粒中可產(chǎn)生更均勻、更微小，且?guī)в懈竺芏鹊奈⑿〔牧辖M織；
4)由于有附加微碳化物粒子和更細密的晶格，故導致了更密集的分子結(jié)構(gòu)，使材料內(nèi)部微小的空洞被大大減少；
5)材料經(jīng)超低溫處理后內(nèi)部熱應力和機械應力大為降低，從而有效地減少了造成工具和刀具產(chǎn)生裂紋、崩刃的可能性。此外，由于刀具中的殘余應力影響切削刃吸收動能的能力，經(jīng)過超低溫處理的刀具不僅具有較高的抗磨性，而且其自身的殘余應力的危害也比未經(jīng)處理的刀具大大降低；
6)在被處理的硬質(zhì)合金中，由于其電子動能的減少而使分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的組合。
5結(jié)論
通過對刀具進行深冷處理，沈陽機床配件可以增強刀具材料的抗磨性、強度、韌性和抗沖擊性，進步抗疲憊強度和消除內(nèi)應力。由于進步了材料的穩(wěn)定性和機械性能，因此延長了刀具使用壽命，減少了換刀、磨刀次數(shù)，降低了生產(chǎn)本錢。
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