东莞京雕教育科技有限公司2024-10-18
加热速率对刀具性能的影响原理
内应力方面:如果加热速率过快,刀具材料内外温差会迅速增大。由于硬质合金是由多种成分组成,不同成分的热膨胀系数不同,这种快速的温度变化会导致材料内部产生不均匀的膨胀,进而产生新的内应力。例如,在 WC - Co 硬质合金中,WC(碳化钨)和 Co(钴)的热膨胀系数有差异,快速加热时,在它们的界面处容易产生应力集中。
组织结构方面:不合适的加热速率会影响刀具材料中相的转变过程。对于经过深冷处理后的刀具,其内部可能存在亚稳定相,过快的加热可能会使这些相的转变失去控制,从而影响刀具的硬度、韧性等性能。例如,残余奥氏体在不合适的加热速率下可能会发生异常长大或分解,改变刀具的组织结构。
确定合适加热速率的因素
刀具尺寸和形状
尺寸因素:对于小型的硬质合金刀具,由于其体积小,热量传递相对容易,加热速率可以适当快一些。例如,小型的硬质合金钻头,直径在 3 - 5mm 左右,加热速率可以控制在 10 - 20℃/min。而对于大型刀具,如直径超过 20mm 的硬质合金铣刀,由于热量从表面传递到内部需要较长时间,为避免内外温差过大,加热速率应降低至 3 - 8℃/min。
形状因素:形状复杂的刀具,如带有复杂刃型或内部有冷却通道的硬质合金刀具,热量分布不均匀的可能性更大。这类刀具在回火时,加热速率要更慢,一般在 2 - 6℃/min,以确保各个部分能够均匀受热,减少因局部过热而产生的内应力。
刀具材料成分和原始组织结构
成分差异:不同硬质合金材料成分对加热速率的敏感度不同。以 WC - TiC - Co 硬质合金和 WC - Co 硬质合金为例,含有 TiC(碳化钛)的硬质合金热稳定性相对较好,但在加热过程中,TiC 可能会与其他成分发生反应。所以,WC - TiC - Co 硬质合金的加热速率一般控制在 5 - 10℃/min,而 WC - Co 硬质合金可以适当提高至 8 - 15℃/min。
原始组织结构:经过深冷处理后,刀具的组织结构发生了变化,如残余奥氏体的含量和分布改变。如果刀具中残余奥氏体含量较高,加热速率应适当放慢,比如在 3 - 7℃/min,以确保残余奥氏体能够平稳地向马氏体或其他稳定相转变。
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