[发明专利]一种表面含致密薄VC层高速钢丝锥的热处理方法

说明书

本发明公开了一种表面含致密薄VC层高速钢丝锥的热处理方法，包括如下步骤：步骤1：将含有渗钒层的微小型丝锥除油、烘干后，装入真空淬火工装架；步骤2：当冷室真空度抽时，打开热室真空阀，热室真空度快速下降；步骤3：当热室真空度时，充高纯氮气，然后关闭充气阀，重新抽真空和充高纯氮；步骤4：热室设置加热温度，冷炉开始加热工件；步骤5：保温结束后关闭冷室真空阀并断开热室加热；步骤6：充高纯氮后启动气冷风机，当风机正常运转后继续充高纯氮至设定压力；步骤7：将淬火后的工件立即送入真空回火炉，开放气阀至大气压和取出工件。本发明的有益效果：能充分发挥渗钒丝锥的综合性能，有效解决传统热处理工艺很难保证VC层完整性。

技术领域

本发明属于金属耐磨强化技术领域，具体涉及一种表面含致密薄VC层高速钢丝锥的热处理方法。

背景技术

微小型丝锥指M6以下的攻丝丝锥，经TD（Thermal Diffusion）法渗钒处理后，丝锥刃口表面部位能形成硬度高，与被加工基材摩擦系数小的薄VC层，能显著提高丝锥加工的寿命。

渗钒后的丝锥需要经淬火和回火，形成较高硬度的基体来对渗钒层作有效支撑，才能充分发挥渗钒层的功效。微小型丝锥基体通常用W6Mo5Cr4V2类通用高速钢（即HSS高速钢）来制造，渗钒后形成的VC层厚度不超过5μm，用传统的淬火和回火热处理工艺，即真空加热至1210至1240℃保温和风冷淬火，再经560℃三次回火后，常造成VC层开裂、脱落或消失，难以发挥渗钒层的优越性能。

微小型丝锥攻丝时刃口温度较高，所以要用HSS高速钢来制作，但丝锥攻丝速度远不如车削和钻孔速度，刃口高温只局限在1至2μm范围，渗钒后的丝锥刃口高温基本由VC层承担，基体硬度受热影响的温度显著降低。

HSS高速钢的传统热处理工艺在淬火后含较多的残余奥氏体，在回火时依靠残余奥氏体中重新转化为马氏体而形成二次硬化，来提高560℃的回火硬度。该工艺淬火温度高，相变应力和热应力大，回火时也存在体积相变应力，沉积有VC层的高速钢丝锥用该热处理工艺进行淬火和回火时，VC层易开裂和脱落。

另外，VC层在含氧气氛中超过500℃时易被氧化，普通气氛回火炉内水蒸气含量高，只有几微米的VC层常被氧化而消失。因而渗钒后的微小型丝锥用传统热处理工艺很难保证VC层的完整性。

发明内容

本发明为了解决上述存在的缺点，而在于提供一种能充分发挥渗钒丝锥的综合性能，有效解决传统热处理工艺很难保证VC层完整性的表面含致密薄VC层高速钢丝锥的热处理方法。

本发明描述的一种适用于表面含致密薄VC层高速钢丝锥的热处理方法，包括如下步骤。

步骤1：将含有渗钒层的微小型丝锥除油、烘干后，装入真空淬火工装架，置于双室真空淬火炉的冷室的工件车上，然后关闭并锁紧炉门。

步骤2：当冷室真空度抽至1.3×10² Pa时，打开热室真空阀，热室真空度快速下降。

步骤3：当热室真空度至0.1Pa以下时，充高纯氮气至500Pa，然后关闭充气阀，重新抽真空至0.1Pa以下后，充高纯氮至真空度为50至100Pa。

步骤4：热室设置加热温度在1080至1150℃时，升温速度在10至15℃/min，冷炉开始加热的首批工件，保温时间在15至20min。

步骤5：保温结束后关闭冷室真空阀并断开热室加热，设定淬火时间5～9min，气冷压强1～1.3KPa。

步骤6：充高纯氮至1.0KPa后启动气冷风机，当风机正常运转后继续充高纯氮至设定压力上限。