双金属带锯条采用超音频淬火设备进行淬火,产生缺陷的原因及其改进工艺

双金属带锯条,主要指的是齿尖材料为高速钢或高性能高速钢,锯条体的材料是低合金弹簧钢的金属切割带锯条。它的用途广泛,可与任何类型的带锯床配套使用,适用于几乎所有类型的金属连续锯切,如:结构钢、耐候钢、合金钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、铝合金、模具钢等。双金属锯条齿部采用M42高速钢,背部为46CrNiMoV钢,常采用超音频淬火设备进行热处理,但是,在生产中发现,某些带锯条出现齿部硬度不足缺陷及部分带锯条发生断裂失效破坏。

双金属带锯条采用超音频淬火设备进行热处理,其淬火温度为1147℃,淬火试样硬度为56-58HRC; 回火工艺530℃x2h三次,回火后试样硬度为60-62HRC(一次回火)和61-63HRC(二次回火)。检验表明,上述试样硬度显然偏低,硬度不合格。通常,M42高用1160-1200℃淬火后硬度为63~64HRC; 经500-560℃三次回火后,硬度为68-70HRC。

M42高速钢带锯条齿部硬度不足的原因分析可能有三点:一是淬火加热时出现脱碳;二是回火不足或过度回火,三是淬火加热温度低或保温时间短。经工艺和产品检验分析,排除了前两种因素可能,第三点因素分析,淬火加热时间是充分的,从淬火后工件晶粒度达11级并且有较多未溶碳化物存在,可以判断工件淬火加热温度偏低,从工艺对比上也可以证明此点,通常M42高速钢淬火温度为1160-1200℃,淬火后硬度为63-64HRC,而硬度不足带锯条实测淬火温度为1147℃,其淬火后硬度为56-58HRC,由此说明,M42钢带锯齿部硬度不足是淬火加热温度偏低造成的。

双金属带锯条断裂试样扫描电镜观察发现,断口呈冰糖状形貌,属典型脆性断裂。金相组织为粗大马氏体+大量残留奥氏体,并有角状碳化物,呈典型过热组织特征。这说明,带锯条炸带断裂是工件加热温度过高,出现组织过热造成的。

分析认为,双金属带锯条齿部硬度偏低根本原因是淬火加热温度低。由于合金碳化物溶解不足,使奥氏体中合金元素含量少,淬火后马氏体硬度偏低;另一方面,奥氏体中碳与合金元素含量少,使淬火后残留奥氏体数量较少,导致回火时二次马氏体量少,减弱工件二次硬化效果。

为防止双金属带锯条发生上述缺陷失效破坏,提出工艺改进措施如下:

1)针对双金属带锯条齿部硬度偏低缺陷,采用超音频淬火设备进行淬火时,我们要将工件的淬火温度从1147℃提高到1170-1190℃加热淬火,加热时间大于1min。

2)鉴于双金属锯条出现断裂失效系因工件加热过热造成的,生产中应严格加热工艺和温度仪表控制,防止双金属带锯条淬火加热温度过高高出现过热现象,保证工件热处理质量。

我们都知道,工件淬火的目的是提高工件的硬度、耐磨性和使用寿命。如果在淬火过程中工件发生断裂缺陷或者是硬度不足缺陷,影响工件的使用寿命,严重的话造成工件的浪费,那么我们就得不偿失了。因此,掌握缺陷产生的原因及其预防措施很重要的。

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