專利名稱：一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝。
背景技術(shù)：
雙金屬鋸帶是由齒部高速工具鋼與背材高強度熱作合金鋼用電子束焊接成復合材料，經(jīng)多道工序加工而成；因復合材料的特性，這兩種材料有不同的最佳淬火及回火工藝參數(shù)，在熱處理時無法將其齒部與基材分開，不能充分發(fā)揮這兩種材料的潛力，產(chǎn)生齒部與基材失效不同步的問題，影響雙金屬鋸帶的使用壽命。硬質(zhì)合金是由多種超硬材料及粘結(jié)物通過高溫高壓將其復合成一整體，其內(nèi)部必然有一些疏松的結(jié)構(gòu)，易碎易崩，其構(gòu)成材料的各單元內(nèi)部晶體仍具有進一步細化的潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、能有效地同時改善硬質(zhì)合金及雙金屬鋸帶齒部與基材性能，提高硬質(zhì)合金及雙金屬鋸帶的使用壽命的超低溫處理工藝。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一、淬火工序溫度1150～1200℃二、回火工序溫度500～570℃三、深冷處理工序以0.2～60℃/min的速率降溫至-100～-196℃，保持2～144h后以0.2～60℃/min的速率升溫至室溫。
四、回火工序溫度小于530℃由于多數(shù)合金鋼在熱處理時馬氏體最終轉(zhuǎn)變溫度在零度以下，決定了一般熱處理無法充分挖掘材料的性能。有些材料馬氏體轉(zhuǎn)變終點甚至是低溫-100℃，故只有采用超低溫處理才能充分挖掘材料潛力。經(jīng)淬火的合金鋼，其馬氏體基體體積收縮，會在基體中產(chǎn)生很大的微應力，引起基體缺陷增加；經(jīng)過超低溫深冷處理后，可以有目的地控制殘留奧氏體的含量及在基體中出現(xiàn)散分布的納米級碳化物微粒，可增強工件的耐磨性、強韌性，從而提高了工件的使用壽命。正如高溫超導體一樣在超低溫下會顯示零電阻的特性一樣，硬質(zhì)合金及合金鋼也一樣在基體組織中會出現(xiàn)大量納米級碳化物微粒及亞結(jié)構(gòu)，使工件的強韌性有明顯提高。同時在急劇低溫下，碳原子擴散能力增強，可通過超低溫處理，使其內(nèi)部析出大量納米級微粒結(jié)構(gòu)，并對晶體起到細化的作用，可在晶體缺陷等部位重新析出與基體共格的超細微碳化物，使基體缺陷得到改善，一方面可有效提高其耐磨性能，另一方面可有效改善強度、硬度、紅硬性、韌性，提高切削性能。
該項技術(shù)的突出優(yōu)點1)可充分挖掘材料的潛力，能提高材料的使用壽命1-8倍；2)可使工件尺寸穩(wěn)定，不彎曲，不變形；3)可增加材料的耐磨性，抗腐蝕性；4)可減少材料的內(nèi)部的殘余應力；5)可使材料整體強化，提高材料的強度和硬度；6)使材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變得更加均勻；7)可提高工具的強硬性，沖擊韌性；
8)減少機器停機檢修和能提高勞動生產(chǎn)率；9)對產(chǎn)品外形、顏色不受損害。
綜上所述，本發(fā)明由于采用淬火、回火、深冷處理和回火工藝，既能在提高現(xiàn)有鋸帶齒部切削能力、耐磨性的前提下，同時明顯地改善雙金屬鋸帶基材的耐疲勞性能，可顯著提高雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金的使用壽命，且工藝方法簡單、操作方便，降低機械行業(yè)的生產(chǎn)成本，具有顯著經(jīng)濟和社會效益，具有工業(yè)應用前景。
具體實施例方式
下面結(jié)合本發(fā)明的實例，對本發(fā)明作進一步說明實例一材質(zhì)齒部高鈷高速鋼基體35鉻鉬鎳礬工藝一、淬火工序溫度1185℃二、回火工序溫度520℃ 時間2h*3次三、深冷處理工序以40℃/min的速率冷卻至-120℃，保溫6h然后以同樣的速率升溫到室溫。
四、回火工序溫度小于500℃ 時間2h*1次實例二材質(zhì)齒部高鈷高速鋼基體35鉻鉬鎳礬工藝一、淬火工序溫度1185℃二、回火工序a 溫度520℃時間2h*2次b 溫度550℃時間2h*1次三、深冷處理工序以50℃/min的速率冷卻至-150℃，保溫60h然后以同樣的速率升溫到室溫。
四、回火工序溫度小于500℃ 時間1h*1次實例三材質(zhì)齒部高鈷高速鋼基體35鉻鉬鎳礬工藝一、淬火工序溫度1185℃二、回火工序溫度530℃ 時間2h*3次三、深冷處理工序以60℃/min的速率冷卻至-190℃，保溫50h然后以同樣的速率升溫到室溫。
四、回火工序
溫度小于500℃ 時間2h*1次經(jīng)上述工藝處理后的雙金屬鋸帶對直徑為65cm的GCr15鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)進行快速切削試驗及快速疲勞試驗，試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)有雙金屬鋸帶性能參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果比較如下附表1(實施例一、二、三分別對應A、B、C試驗帶，統(tǒng)計結(jié)果為20條的平均值，被切材料為GCr15鋼，直徑65cm，熱處理工藝調(diào)質(zhì)，硬度HRC36～38)附表1 雙金屬鋸帶進行快速切削試驗及快速疲勞試驗數(shù)據(jù)表

從附表1中可知，經(jīng)本工藝方法處理的雙金屬鋸帶切削性能、抗疲勞性能均有明顯提高，說明本發(fā)明工藝方法能有效改善雙金屬鋸帶齒部與基材的性能，使雙金屬鋸帶齒部良好的切削能力、耐磨性能與基材的抗疲勞性能達到較完美的結(jié)合，從而有效提高雙金屬鋸帶的使用壽命。
實例四材質(zhì)鋼結(jié)硬質(zhì)合金(成品硬質(zhì)合金刀片)工藝一、深冷處理工序以20℃/min的速率冷卻至-150℃，保溫12h然后以60℃/min的速率升溫到室溫。
二、回火工序
溫度小于450℃ 時間3h*1次實例五材質(zhì)鋼結(jié)硬質(zhì)合金(成品硬質(zhì)合金刀片)工藝一、深冷處理工序以50℃/min的速率冷卻至-196℃，保溫36h然后以10℃/min的速率升溫到室溫。
二、回火工序溫度小于350℃時間2h*1次經(jīng)上述工藝處理后的硬質(zhì)合金刀片對直徑為15mm的硬纖維板進行常規(guī)切削，統(tǒng)計結(jié)果比較如下附表2(實例四、五分別對應D、E試驗刀片，統(tǒng)計結(jié)果為5片的平均值。
附表2硬質(zhì)合金刀片常規(guī)切削統(tǒng)計結(jié)果

從附表2中可知，經(jīng)本工藝方法處理的硬質(zhì)合金刀片切削性能、耐磨性能均有明顯提高，說明本發(fā)明工藝方法能有效改善硬質(zhì)合金基材的性能，使硬質(zhì)合金刀片刃部良好的切削能力、耐磨性、抗疲勞性能達到較完美的結(jié)合，從而有效提高硬質(zhì)合金刀片的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，包括如下步驟(一)、淬火工序溫度1150～1200℃(二)、回火工序溫度500～570℃(三)、深冷處理工序以0.2～60℃/min的速率降溫至-100～-196℃，保持2～144h然后以0.2～60℃/min的速率升溫至室溫。(四)、回火工序溫度小于530℃
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于對齒部為高鈷高速鋼、基體為35鉻鉬鎳礬的雙金屬鋸帶的處理工藝為(一)、淬火工序溫度1185℃(二)、回火工序溫度520℃時間2h*3次(三)、深冷處理工序以40℃/min的速率冷卻至-120℃，保溫6h然后以同樣的速率升溫到室溫。(四)、回火工序溫度小于500℃ 時間2h*1次
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于對齒部為高鈷高速鋼、基體為35鉻鉬鎳礬的雙金屬鋸帶的處理工藝為(一)、淬火工序溫度1185℃(二)、回火工序a溫度520℃時間2h*2次b溫度550℃時間2h*1次(三)、深冷處理工序以50℃/min的速率冷卻至-150℃，保溫60h然后以同樣的速率升溫到室溫。(四)、回火工序溫度小于500℃時間2h*1次
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于對齒部為高鈷高速鋼、基體為35鉻鉬鎳礬的雙金屬鋸帶的處理工藝為(一)、淬火工序溫度1185℃(二)、回火工序溫度530℃ 時間2h*3次(三)、深冷處理工序以60℃/min的速率冷卻至-190℃，保溫50h然后以同樣的速率升溫到室溫。(四)、回火工序溫度小于500℃時間2h*1次
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于對成品鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀片超低溫處理工藝為(一)、深冷處理工序以20℃/min的速率冷卻至-150℃，保溫12h然后以60℃/min的速率升溫到室溫。(二)、回火工序溫度小于450℃ 時間3h*1次
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于對成品鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀片的超低溫處理工藝為(一)、深冷處理工序以50℃/min的速率冷卻至-196℃，保溫36h然后以10℃/min的速率升溫到室溫。(二)、回火工序溫度小于350℃ 時間2h*1次
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何一項所述的雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，其特征在于所述的工藝方法可在成品鋸帶及成品硬質(zhì)合金的基礎上進行，也可插入到常規(guī)熱處理當中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金超低溫處理工藝，由淬火、回火、深冷處理工序和回火組成，可在成品雙金屬鋸帶及成品硬質(zhì)合金的基礎上進行，也可插入到常規(guī)熱處理當中，可有效改善硬質(zhì)合金及雙金屬鋸帶的齒部耐磨性及抗沖擊性，提高材料的強度與韌性及疲勞強度，經(jīng)處理的硬質(zhì)合金及雙金屬鋸帶可永久保持被提高的機械特性，且不引起外形尺寸變化，延長雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金的使用壽命，可改善現(xiàn)有雙金屬鋸帶及硬質(zhì)合金的熱處理工藝。
文檔編號C21D9/24GK1401796SQ0213960
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者劉良紳, 胡明, 曹駿明 申請人:胡明