浅谈机床上40cr钢刀垫热处理工艺

李川

摘 要：随着科学技术不断发展，热处理工艺水平随之提高，本文以40cr钢刀垫为例，具体分析钢刀垫性能以及热处理工艺应用优势，能够满足机床应用需要，大大优化产品质量。本文首先对40cr钢刀垫做了简要介绍，然后重点分析了热处理工艺。

关键词：机床；钢刀垫；热处理；工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.031

0 前言

近年来，我国工业发展进入了新的阶段，所生产的产品在质量方面、效率方面被提出了较高要求，机床作为关键生产设备，其40cr钢刀垫应具备良好的性能，因此，本文探究热处理工艺对工业发展有推动作用。希望本文能为相关人员提供借鉴，从整体上提升我国热处理工艺水平。

1 40cr钢刀垫基本介绍

1.1 基本信息及技术要求

40cr钢刀垫（如图1）的厚度为8.5mm，牙根部槽深为2.5mm。平面度小于等于0.3mm，淬火后硬度为41～46HRC。刀垫位置主要在刀台、机床刀夹中，发挥辅具、刀具加紧的重要作用[1]。

1.2 应用性能及操作程序

由于机床环境不相一致，进而刀垫薄厚存在差异，一般来讲，刀垫需要进行加工处理，利用牙型扩大摩擦力，这在一定程度上会延长刀垫使用时间，同时，还能提高其强度，避免因重复更换产生磨损，或者断裂。

具体加工操作的步骤为：设置40cr板料，然后完成特定时间内的正火任务，机械加工完接下来进行淬火、回火处理，最后完成喷砂、机加操作。

2 热处理工艺分析

2.1 钢种试验

选用钢种40cr和65Mn，分析二者在热处理中的变化情况，试验开始之前，全面了解化学成分，其中，40cr钢内含C、Mn、Si、Cr、Ni、P、S、Cu、Fe等元素，各个成分的含量分别为0.43wt%、0.54wt%、0.32wt%、1.01wt%、0.025wt%、0.03wt%、0.025wt%、0.025wt%、0.024wt%；65Mn鋼内含C、Mn、Si、Cr、Ni、P、S、Cu、Fe等元素，各个成分的含量分别为0.65wt%、1.11wt%、0.26wt%、0.02wt%、0.01wt%、0.02wt%、0.012wt%、0.01wt%、0.01wt%。

接下来进行热处理，其中，淬火介质均为油，40cr淬火温度为860T/℃，65Mn淬火温度为830T/℃，40cr前三个编号的回火温度分别为200T/℃、450T/℃、520T/℃；65Mn前三个编号的回火温度同40cr一样，即200T/℃、450T/℃和520T/℃。热处理结束后，分别进行测试分析，其中，力学性能测试得到延伸率、抗拉强度、断面收缩率、屈服强度；洛氏硬度测试得到测试点的平均值；磨损测试即在相同时间、相同磨料的基础上衡量所损失材料的重量，最后对比分析热处理工艺在材料拉伸性能、宏观硬度、材料耐磨性等方面的影响。

拉伸性能方面：40cr钢在热处理温度为两百摄氏度时，拉伸性能较良好，但延展率值、断面收缩率相对较低，热处理温度继续增加；增加至450摄氏度时，延展率值大大提高，提高至8.2，抗拉强度却相应降低，由原来的1612MPa低至1381MPa；继续增加热处理温度至520摄氏度，抗拉强度低至984MPa，延展率提升至15.7，40cr延展率适当提高能够提升材料性能，以及塑性，但这并不意味着延展率越高越高，延展率数值提高应控制在一定范围内，延展率大于7.2小于15.7最为合适，此时具备这一条件的材料能够更好的满足生产需要，材料塑性较良好。65Mn钢在不同温度下有着同样的变化波动，但是延伸率相对比40cr的低。所以选用40cr比较合适。

材料耐磨性方面：钢种耐磨时间均为十小时，不同温度下，两个钢种的耐磨性变化值较小，其中，40cr钢损磨损重量为23.6～23.7mg，65Mn钢磨损重量为11.6～11.8mg，由于磨损重量越小，代表材料耐磨程度越高，因此，从数据分析中能够看出，65Mn钢耐磨性较良好，但是两种差距不是很大。所以从生产销售方面来讲选用40cr比较合适。

2.2 热处理注意事项

选用盐浴炉，板料正火处理的过程中，应掌握正火时间，做好校直工作，并合理控制平面度，使其<0.1cm；淬火过程中，温度上升到850摄氏度左右，温度达到要求的标准后，在炉内放置工件装，并保温加热半小时左右，之后进行出炉油冷；应用回火定型完成装炉工作，为了满足硬度要求选用450度回火，回火时间在2.5小时左右，此时平面度<0.04cm；如果工件存在较大差异，那么应重新校正，在变形凸起处增加厚度为0.04cm的薄垫，温度提高15摄氏度后，重新回火；喷砂处理时，应做好工件清洁工作，即清理氧化物、清扫杂质，为接下来的发蓝处理奠定良好基础；发蓝处理过程，即完成蓝夜配置、加热、钢铁氧化等过程，基本工作完成后，进行工件清洗和浸油处理，这不仅能够提升工件外形美观度，而且还能提高耐腐蚀效果。

3 结论

综上所述，探究“机床上40cr钢刀垫热处理工艺”这一论题，通过试验分析法深入了解热处理工艺，即在掌握40cr钢基本特点，以及热处理流程的基础上，调整热处理工艺应用方案，确保机床生产、加工活动顺利进行。此外，有利于降低工业产品制造成本，大大提高工业产品质量。

参考文献：

[1]邢义，宋学全.高性能高速钢刀具材料及热处理工艺[J].金属加工（热加工），2012（03）：49-51.endprint