一種高速鋼刀具的循環(huán)qpq處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬元件制造加工業(yè)技術領域，具體涉及一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ
處理工藝。
【背景技術】
[0002]刀具強韌化處理的常規(guī)方法，一般是通過調(diào)整高速鋼熱處理工藝，改善碳化物的形態(tài)與分布來實現(xiàn)。采用真空熱處理技術，獲取細小晶粒組織，提高了高速鋼M2A1的強韌性。涂層技術也是提高刀具強韌化性能的有效方法之一，利用PVD和CVD技術，在刀具表面形成很薄的涂層，這些涂層具有高硬度、良好的耐熱性和隔熱性，加上內(nèi)部韌性較高的基體，使刀具具有強韌化特性。采用DC反應磁控濺射和電弧離子鍍相結(jié)合的方法在高速鋼上沉積氮化碳-氮化鈦復合膜，大幅提高了刀具硬度和耐磨性能，從而使刀具具有外強內(nèi)韌的特性。另外，激光強化技術也是高速鋼刀具強韌化處理的主要工藝方法之一。該工藝主要是利用激光能量密度高、加熱速度和冷卻速度快特性，使高速鋼中的奧氏體晶粒得到細化，刀具基體材料的韌性增加，同時大量碳化物溶入奧氏體，使隨后的馬氏體中的碳元素和合金元素含量增加，從而使刀具的硬度、耐磨性和紅硬性顯著提升。
[0003]QPQ技術是金屬表面鹽浴滲氮技術的簡稱。QPQ技術是一種氧氮化技術，其工藝過程包含預熱、氮化、氧化、拋光等幾個工序。QPQ技術能夠很好的提升刀具地刃口硬度，從而提高刀具的耐磨性。QPQ處理的工件從表及里依次為化合物層(強化層)、擴散層和基體。化合物層含有Fe2-3N的ε相，硬度很高，但韌性較差;擴散層由于氮量降低，主要是含F(xiàn)e4N的γ ’相，韌性較高且有較高的硬度。因此用QPQ技術處理高速鋼刀具時只能形成擴散層而不宜形成化合物層。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝。對傳統(tǒng)QPQ技術進行改進，能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強化層的韌性，在強韌性方面獲得不錯的效果。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:
一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落；
2)預熱
在380-400°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30-60min;
3)氮碳共滲
將預熱后的工件置于450-500°C的鹽浴中，處理180min;
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30-50%、Na2C03 4-8%,K2C03 6-10%,Li2C03
5-10%、KCN0 12-25%、NaCN0 8_15%、NaCl 5-8% 4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
重復1)-4)步驟3次。
[0006]優(yōu)選地，所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30_40%、Na2C03 4_6%、K2C03 6-8%、Li2C03 8-10%、KCN0 20_25%、NaCN0 8_10%、NaCl 6-8%0
[0007]本發(fā)明所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h，使鹽浴適度翻騰。
[0008]優(yōu)選地，所述的鹽要緩慢分批加入，一次性加入量過多會因反應劇烈而溢鹽。
[0009]本發(fā)明所述的氧化是指在400_450°C，于氧化鹽的作用下氧化15min，徹底分解工件從滲氮爐帶出來的氰根，消除公害；同時在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，對提高耐磨性也有一定好處。
[0010]本發(fā)明所述的超聲波清洗的振動頻率范圍在60?120kHz，功率密度設定在0.6-
lff/Co
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明采用新型氮化鹽，不僅能在450-500°C的較低溫度狀態(tài)下保持一定的氮勢，在較高的溫度下穩(wěn)定，還可有效提高處理層的厚度，提高工件的抗腐蝕性能。
[0012]2、本發(fā)明的循環(huán)QPQ工藝能徹底分解工件從滲氮爐帶出來的氰根，消除公害；同時在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，提高耐磨性;能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強化層的韌性，在強韌性方面獲得不錯的效果。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容作進一步詳細的描述。
[0014]實施例1
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落；
2)預熱
在380°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱60min;
3)氮碳共滲
將預熱后的工件置于450°C的鹽浴中，處理180min;
所述鹽浴的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30%、Na2C03 4%、K2C03 6%、Li2C03 5%、KCNO 12%、NaCN0 8%、NaCl 5%。
[0015]4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
重復1)-4)步驟3次；
實施例2
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落； 2)預熱
在400°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30min;
3)氮碳共滲
將預熱后的工件置于500°C的鹽浴中，處理180min;
所述鹽浴的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素50%、Na2C03 8%、K2C03 10%、Li2C03 10%、KCNO 25%、NaCN0 15%、NaCl 8%。
[0016]4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
重復1)-4)步驟3次；
實施例3
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落；
2)預熱
在390°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱40min;
3)氮碳共滲
將預熱后的工件置于460°C的鹽浴中，處理180min;
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30%、Na2C03 4%、K2C03 6%、Li2C03 8%,KCNO20%^NaCNO 8%、NaCl 6%。
[0017]4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
重復1)-4)步驟3次；
實施例4
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落；
2)預熱
在395°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱50min;
3)氮碳共滲
將預熱后的工件置于470°C的鹽浴中，處理180min;
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素40%、Na2C03 6%、K2C03 8%、Li2C03 10%,KCNO25%、NaCN0 10%、NaCl 8%。
[0018]4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
重復1)-4)步驟3次；
實施例5
本實施例與實施例1基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400L/h。
[0019]實施例6 本實施例與實施例2基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為450L/h。
[0020]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0021 ] 實施例7
本實施例與實施例3基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為410L/h。
[0022]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0〇23]所述的氧化是指在400°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0024]實施例8
本實施例與實施例4基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為420L/h。
[0025]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0〇26]所述的氧化是指在450°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0027]所述的超聲波清洗的振動頻率范圍在60kHz，功率密度設定在1W/C。
[0028]實施例9
本實施例與實施例4基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為440L/h。
[0029]所述的鹽要緩慢分批加入。
[°03°]所述的氧化是指在410°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0031 ]所述的超聲波清洗的振動頻率范圍在120 kHz，功率密度設定在0.6W/C。
[0032]實施例10
本實施例與實施例4基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為435L/h。
[0033]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0034]所述的氧化是指在420°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0035]所述的超聲波清洗的振動頻率范圍在80kHz，功率密度設定在0.7W/C。
【主權(quán)項】
1.一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下: 1)清洗 在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落； 2)預熱 在380-400°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30-60min; 3)氮碳共滲 將預熱后的工件置于450-500°C的鹽浴中，處理180min; 所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30-50%、Na2C03 4_8%、K2C03 6_10%、Li2C03 5-10%、KCN0 12-25%、NaCN0 8_15%、NaCl 5-8% 4)氧化和拋光 將氧化后的工件用清水漂洗，拋光； 重復1)-4)步驟3次。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30-40%、Na2C03 4_6%、K2C03 6_8%、Li2C03 8-10%,KCNO 20-25%、NaCN0 8_10%、NaCl 6-8%03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽要緩慢分批加入。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的氧化是指在400-450°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的超聲波清洗的振動頻率范圍在60?120 kHz，功率密度設定在0.6-1W/C。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速鋼刀具的循環(huán)QPQ處理工藝。工藝步驟如下：1）清洗，在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落；2）預熱，在380-400℃的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30-60min；3）氮碳共滲，將預熱后的工件置于450-500℃的鹽浴中，處理180min；4）氧化和拋光，將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；重復1）-4）步驟3次。本工藝對傳統(tǒng)？QPQ？技術進行改進，能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強化層的韌性，在強韌性方面獲得不錯的效果。
【IPC分類】C23C8/58
【公開號】CN105483609
【申請?zhí)枴緾N201510978121
【發(fā)明人】唐剛?cè)? 張豐瓊
【申請人】四川全豐新材料科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月23日