[发明专利]一种提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法

说明书

本发明涉及一种提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，属于材料热处理技术领域。本发明通过改变传统的正火+回火的热处理方法，在正火和回火热处理制度之间，增加深冷处理技术，促进残余奥氏体的马氏体相变，在马氏体基体析出大量超微细碳化物，增加刀具的耐磨性与刚性，充分发掘材料的内部潜力，大幅度提升刀具的锋利度和耐用度，延长刀具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，属于材料热处理技术领域。

背景技术

热处理是将金属材料放入一定介质中加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构来控制其性能的热加工工艺，金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变材料的化学成分，而是通过改变材料的内部的显微组织或改变表面的化学成分，赋予或改善材料的使用性能。深冷处理是指以液氮为制冷剂，在低于一定的温度对材料进行处理的方法。深冷处理技术作为热处理的一种方式，它能在不降低材料强度与硬度的情况下，显著提高材料的韧性。

高碳高铬马氏体不锈钢具有硬度高、耐磨性好等优点，常常被用来生产制造民用刀具产品，目前国外高档刀具通常选用碳含量0.25％和铬含量14.0％以上的高碳高铬马氏体不锈钢作为刀具的原材料，同时在钢中添加其他合金元素起到固溶强化或改善淬透性的作用。目前我国刀具所用的传统热处理工艺是正火+回火相结合的方法，即在1050℃左右保温一定时间后，采用快速冷却的方式使得材料发生马氏体相变，然后在200℃左右保温一段时间，以消除材料的内应力，这种粗放简单型的热处理方式对于我国目前所采用20Cr13等低碳低铬马氏体刀具尚可，但是对于目前附加值相对较高的高端刀具所用的高碳高铬马氏体不锈钢，不能发挥材料的完全优势。

高碳高铬刀具用钢的制备工艺，尤其是热处理工艺由于国外的技术封锁而尚未掌握，导致我国高端刀具市场完全被欧洲和日本等国家所垄断，严重制约我国刀剪产业在国际市场上的发展，因此加强国内刀剪材料的研发与生产的创新工作有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，通过改变传统的正火+回火的热处理方法，在正火和回火热处理制度之间，增加深冷处理技术，促进残余奥氏体的马氏体相变，在马氏体基体析出大量超微细碳化物，增加刀具的耐磨性与刚性，充分发掘材料的内部潜力，大幅度提升刀具的锋利度和耐用度，延长刀具的使用寿命。

本发明的技术方案是：

一种提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，在正火和回火热处理制度之间，增加对刀具进行深冷处理。

所述的提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，深冷处理的环境为液氮。

所述的提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，刀具材料为高碳高铬马氏体不锈钢。

所述的提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，按重量百分比计，高碳高铬马氏体不锈钢的化学成分为：C:0.35～0.55％，Cr:14.0～16.0％，Mo:0.5～1.0％，V:0.1～0.2％，Mn≤1.0％，Si≤1.0％，Ni≤0.30％，P＜0.01％，S＜0.01％，O＜0.005％，N≤0.1％，余量为铁。

所述的提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，具体步骤如下：

(1)正火热处理制度：将刀具加热到1050℃±20℃保温30～60min后，进行油淬至室温；

(2)深冷热处理制度：将刀具放入在液氮中，温度为-196℃，保温时间为20min～40min；

(3)回火热处理制度：将刀具加热到200℃±20℃保温120min～240min后，空冷至室温。

所述的提高刀具锋利度和耐用度的热处理方法，采用该热处理后，刀具的锋利度达到90mm以上，耐用度达到600mm以上。