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深冷處理對于改善刀具壽命的重要意義

文章出處:longevitymanzanita.com 人氣: 發表時間:2017-12-13 14:39

  深冷處理對于改善刀具壽命的重要意義
  刀具低溫深冷處理工藝是一種將刀具置于-130~-190℃的低溫下,按一定的工藝進行處理的過程。通過對刀具進行深冷、處理,可以增強刀具材料的抗磨性、強度、韌性和抗沖擊性,提高抗疲勞強度和消除內應力。由于提高了材料的穩定性和機械性能,因此延長了刀具使用壽命,減少了換刀、磨刀次數,降低了生產成本。
  1、工藝方法
  1) 使用設備 帶有計算機連續監控并能自動調節液氮進入量、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、超低溫保溫和升溫3個程序組成。
  適當緩慢的降溫隨之進行最少24h的-190℃超低溫的保溫以及合理的升溫,3個過程合計需36~74h,通過這種合理的過程和精密的監控可防止被處理工件的尺寸變化和“熱沖擊”的產生。
  因此,要進行此項工作必須掌握好深冷工藝,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提高,這樣刀具經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,它是提高經熱處理后材料機械性能的一種有效補充手段。
  2、深冷處理后效果對比
  實驗條件:切削試件為灰鑄鐵(HT250);刀具材料為硬質合金;深冷處理前、后切削參數相同。
  經過深冷處理后,材料穩定性得到提高,有害應力得到減小,刀具壽命有所提高。通過對灰鑄鐵零件的加工試驗證實,以同樣的切削參數加工同一零件,從附表中可看出,經過深冷處理的刀具的平均壽命明顯提高約1.53~8.4倍左右。
  試驗中也發現以下問題: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,若原熱處理不合理也會造成深冷處理后效果甚微。劣質的合金不可能通過深冷處理來變成優質合金。
  3、提高刀具性能的原因分析
  對于深冷處理能提高刀具性能的原因分析如下:
  1) 它使硬度較低的奧氏體轉變為較硬的、更穩定的、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) 在金屬晶粒中可產生更均勻、更微小,且帶有更大密度的微小材料組織;
  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構,使材料內部微小的空洞被大大減少;
  5) 材料經超低溫處理后內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處理的刀具大大降低;
  6) 在被處理的硬質合金中,由于其電子動能的減少而使分子結構產生新的組合。
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