用高速钢做了把刀需要淬火或者怎么处理吗
6852023-08-20
很多朋友对于用高速钢做了把刀需要淬火或者怎么处理吗和刀为什么不建议淬火不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
本文目录
热处理是刀剑制造中的重要工艺之一,关乎刀剑性能好坏的灵魂所在。热处理即不改变刀剑本身的形状和整体的化学成分,而是通过改变内部的显微组织,或改变表面的化学成分,赋予或改善使用性能。而这一般不是肉眼所能看到的。但对于刀剑的好坏影响较大,从热处理工艺上亦可看出一个铸剑师的水平。
热处理是将金属(钢材)放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法。
在制作刀具的工艺中,我认为淬火工艺是最复杂和难以控制的。淬火工艺之所以复杂是因为淬火时要得到马氏体,冷却速度就必须大于临界冷却速度,而快速冷却又难免引起较大的内应力,往往造成刀体的变形或开裂,或者使刀的韧性降低,在使用的过程中刃口容易崩裂。如果冷却速度小于临界速度,淬火后就得不到马低体,刀刃的硬度、耐磨性和锋利度又不足。因此,淬火时,冷却速度必须恰到好处,既要保证得到马氏体又要减小变形、防止开裂、保持韧性,这是淬火工艺上最主要的问题。
淬火:将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。“强锻”后,使用特殊淬火剂作“柔化”处理,使剑身刚柔并寓,能屈能伸。属高精工艺,非一般匠工所能得心应手。
钢的过冷奥氏体的等温转变曲线↑↑↑
一、淬火时最理想的冷却速度
为了满足上述要求,我们首先必须掌握钢淬火时最理想的冷却速度。从上面过冷奥氏体的等温转变曲线坐标图我们可以知道,过冷奥氏体在650—500度的范围内转变的速度是最快的,高于这个温度范围和低于这个温度范围,过冷奥氏体都比较稳定,转变速度稍微缓慢。所以淬火时要得到马氏体,并不需要在整个冷却过程中快速冷却,而是在650—500度之间快速冷却,在650度以上可以冷却得慢一点,减少刀体内外温差所引起的热应力,在300度以下又可以冷却得慢一点,避免奥氏体向马氏体转变过程有先后,引起过大的组织应力(在300度以下,钢的塑性小,强度大,在热应力和组织应力的共同作同下,易造成变形和开裂)。综上所述,钢材理想的淬火冷却速度是:从慢(650度以上)到快(650—500度)再到慢(300度以下)的冷却过程。
二、选择合适的淬火剂和淬火方法
分析各种常用淬火剂的冷却能力和各自的局限性,选择合适的淬火剂和淬火方法,使淬火时钢的实际冷却速度接近理想冷却速度。
1、水在650-500度的冷却能力很大,很容易淬硬,但在300—150度时冷却速度仍然太快,会残存大量内应力,使刀体韧性不足,严重时淬裂。
2、油在300—200度的范围的冷却能力较小,不易淬裂,但在650—500度冷却能力不够大,比不上水的冷却能力,不易淬硬。
3、使用水、油双液淬火法使实际冷却速度接近理想冷却速度。将加热到奥氏体化后的刀先淬入水中,估计冷却到400—300度时迅速转入油中,使过冷奥氏体在油中缓慢转变到马氏体。这样既能保证得到高硬度的马氏体又能保持较好的韧性,降低内应力和防止变形、开裂,是比较理想的淬火方法。关键是在水中停留的时间要掌握好,我一般的经验是1.5秒以下,一般1秒。刀条厚度很大时适当增加水中停留时间,但不要超过1.5秒。经验不足时可以先取几条边角料做样品练习几次,检查硬度后记住最佳时间。
4、采用自回火的淬火方法,此法之前已经发帖讲过,在此不再赘述
三、自制淬火剂和使用方法
上面说到:钢材理想的淬火冷却速度是:慢(650度以上)—快(650—500度)—慢(300度以下)的冷却过程。为了使淬火时钢的实际冷却速度接近理想冷却速度,应选择合适的淬火方法和淬火剂。
常用的淬火方法有:单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法和等温淬火法几种。一般情况也只能做到前面两种方法,后两种在业余条件下是很难做到的。所以我们必须通选择淬火剂来保证淬火质量。工业上通常是用盐、碱、水玻璃、聚乙烯醇、氯化锌-碱等配制成的水溶液做成的淬火剂。这些淬火剂虽然能满足一般的淬火工艺要求,但其有强腐蚀性,不易清洗等缺点,在应用的过程中,有些需要采取保护措施,因此不适合业余条件下DIY。
关于自己配制的淬火剂
要适合DIY就必须简单有效。刚开始想到了油水混合物,但油水混合后油浮在水上,淬火的过程就变成了先入油后入水,这样就刚好与双液淬火的顺序相反,不可取。最后我想到了平时覆土烧刃时用的黄泥,如果把黄泥均匀的搅拌到水里,效果应该和工业上的水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液差不多,这样的材料易得,适合DIY了,实验证明这种想法是对的。
这里把黄泥配制的淬火剂介绍一下:
第一种方法:把黄泥均匀搅拌到水里,浓度可以根据经验自己定,不同的钢材使用不同的浓度。不同浓度的泥水冷却速度曲线的拐点和斜率不同。因为我在配制的过程没有计量,所以现在不能给大家一个准确的数据。淬火时,把烧红的刀条在空气中却一下,估计到700度时放入配好的泥水中冷却即可。整个冷却过程就接近钢的理想冷却速度。它的原理是:先在空气中缓冷,再泥水中急冷,到达低温区时黄泥在刀表面凝结,阻碍了水的接触,使低温区的冷却速度降低。
第二种方法:在水中放入较多的黄泥,搅拌均匀后静置一段时间,等到黄泥下沉以后可以看到黄泥和清水分成两层,调整清水层厚度为一到二公分左右(视刀体厚度而定)。淬火时把烧红的刀条在空气中冷却一下,估计到700度时把刀条直立放入已分层的泥水中。控制好放入的速度。
此法的原理是:先在空气中缓冷,再入水急冷,最后入泥中缓冷。与第一种方法相比,在鼻温附近(约650-500度)直接入水,冷却速度更快。当第一种淬火硬度不足时用第二种方法。我用此法试淬锻后的弹簧钢板,弹性恢复很好,几乎和原装无异,硬度也足以达到做刀的要求。
单刃刀烧刃淬火的内应力分析及防止淬裂的措施
最近看到有兄弟烧刃时刀刃淬裂,使前期的辛苦劳动毁于一旦,真是痛心疾首!为了避免此类问题的发生,这里谈谈自己烧刃的一点心得,或许对一些需要帮助的朋友有所启发。
应力分析:不管是哪种烧刃方法,目的只有一个:那就是对刀刃进行淬火,以获得高硬度,高耐磨性;而刀身刀背不淬火,以获得良好的韧性,提高刀的抗弯、抗冲击的能力。所以,当我们把烧红的刀条放入淬火剂时,刀刃迅速冷却,尺寸收缩,此时因为刀身和刀背的温度还很高,仍然具有良好延展性和塑性,这时候由于刀刃收缩形成内应力不是很大。当刀刃冷却定形以后,刀背刀身逐渐冷却收缩,整个刀条向后弯曲变形。此时由于刀刃已经淬硬,失去塑性变形的能力,刀刃在刀背收缩应力的作用下很容易被撕裂。(淬火后得到的马氏体本身残存大量的内应力,高硬度高脆性,刀背又比刀刃厚很多,其冷却收缩过程产生的应力足以把刃口撕裂)
防止开裂的措施
从以上的分析可以看出,刀刃淬裂的原因不是因为刀刃冷却收缩时缩裂,而是因为刀背冷却收缩时刀条向后弯曲产生的拉应力把刀刃撕裂,一般开裂的地方主要在刀刃具有弧度转弯的地方,此处应力最集中。避免开裂的措施是利用刀背的余温及时对刀刃进行回火。我一般的做法是:对于单刃刀不用敷土烧刃,以便通过颜色判断温度。把浇红的刀条浸入入水中,刀刃向下,浸入的深度为刀条宽度的一半,有点倾斜,刀尖部分刚好浸入水中为宜,保持1~1.5秒(此时刀刃已经冷却到200度以下,而刀背还处于红色状态),迅速把刀条从水中抬起,两眼紧盯刀条冷区和热区之间的交界线,此时交界线之间会出现一条“彩虹”,在刀背剩余温度的作用下,“彩虹”向刀刃移动,当“彩虹”的金黄*域靠近刃口时再一次把刀刃浸入水中,又迅速抬起来,仍然密切观注“彩虹”的变化,当“彩虹”继续向刃口移动时,再一次把刀刃浸入水中。总之,烧刃结束后,“彩虹”金黄区域刚好进入刃口为最佳!实际操作过程定要做到眼疾手快,如果回火不及时,刀刃可能淬裂,即使不裂,刀刃韧性不足,容易崩口;回火温度过高,淬不硬。不熟悉的刀友可以先随便拿几块铁板试试,看清楚了手熟练了再试刀,以免造成不必要的损失。利用这个方法处理过的轴承钢可以大力劈砍铁丝不卷口不崩刃(粗开刃)。效果非常令人满意。
最后说明
一、以上方法适用于不太长的单刃刀,双刃刀暂时不讨论。
二、不同的钢材回火温度不相同,比如轴承钢为“彩虹”金黄区域到达刃口为最佳,而弹簧钢可以蓝色接近刃口。关于回火色标温度,以后有机会再述。
不需要
用切割片做刀不是淬火,而是必须回火,因为锯片硬度高而脆,所以应当适度回火提高韧性,否则容易崩刃,如果是单纯当切片刀使用则无须处理,可以长久保持锋利。
淬火指对金属的一种强化工艺。具体做法是将加热过后的金属放到冷水或特质油里。可以提高金属件的硬度、强度、耐磨性。回火一般用于减小或消除淬火钢件中的内应力,或者降低其硬度和强度,以提高其延性或韧性。
用高速钢做的刀需要淬火,尽管高速钢是好材料,但其本身并没有硬度,只有经过热处理,让其在规定的温度下使内部金相组织发生改变,再在瞬间冷却的物理情况下,才能改变组织增加硬度。如果是家用的菜刀,建议淬火的硬度不要太高,HRC48一50度就可以。
不可以。具体原因如下。
因为淬火是冶炼行业的专业技术,用户既没条件也没工具又无技术淬火。搞不好就废了刀具。刀具的质量取决于选用的钢材和制刀工艺。
好了,关于用高速钢做了把刀需要淬火或者怎么处理吗和刀为什么不建议淬火的问题到这里结束啦,希望可以解决您的问题哈!