如何确定回火处理的加热速率以优化硬质合金刀具的性能？

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。