麻花钻热处理工艺设计说明

麻花钻零件图

技术要求：

钢种：柄部45#钢刃部W6Mo5Cr4V2高速钢

要求：柄部硬度HRC20～35 刃部硬度HRC63～65高速旋转，高红硬性，耐磨性，工作温度在500—600左右

破坏方式：

性能要求：刃部要求高硬度、高强度、高红硬性、耐磨、良好的钻削性能，

HRC63以上

柄部要求良好的综合机械性能能，HRC20~35之间

目录

前言……………………………………………………………………

1. 麻花钻的服役条件和失效形式…………………………………

1.1麻花钻的工作条件………………………………………………

1.2麻花钻的失效形式………………………………………………

2. 麻花钻的性能要求………………………………………………

3. 麻花钻的选材……………………………………………………

4. 麻花钻的热处理工艺流程………………………………………

4.1零部件用钢的分析………………………………………………

4.2热处理工艺方案、工艺参数及其论证…………………………

4.2.5 确定辅助工序方案……………………………………………参考文献………………………………………………………………

前言

《麻花钻热处理工艺》是参考《热处理手册》、《金属工艺学》等书籍编辑而成的。

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。对麻花钻进行热处理就是为了改善其内部组织结构，从而改变其性能，达到使用要求！

本书内容包括麻花钻的服役条件、失效形式、选材及其热处理工艺流程。其中对材料的成分、热处理工艺等方面做了详细说明，并配有图片，简洁明了，增强了文章的可读性及实用性！

本设计层次分明，条理清晰，结构合理，重点突出，内容深入浅出通俗易懂。

由于设计中作者水平有限，难免存在错误和不妥之处，殷切希望大家批评指正！

陈永涛

2010年10月23日

1.麻花钻的工作条件，失效形式

1.1麻花钻的工作条件

工具的工作条件比较复杂，各种工具的工作条件又有较大的差异，加工时往往以摩擦为主，常有较大的冲击。机用工具切削速度较高，会产生大量的切削热，有时会发生切削刃软化现象。

作为机床上使用的金属切削工具，其主要工作部分是刀刃或刀尖,刀具在进行切削时，刀尖与工件之间，刀尖与切除的切削之间要产生强烈的摩擦，刀尖要承受挤压应力，弯曲应力，还要承受不同程度的冲击力。同时伴随摩擦会产生高温。

金属切削工具首先应具备高的硬度和耐磨性。在一定条件下，工具的硬度越高，其耐磨性也越高。同时切削工具还具备足够的韧性，否则可能因为脆性过大，在外力作用下产生蹦刃，折断，破碎等现象。红硬性也是切削工具的重要性能，特别是高速切削工具，红硬性特别重要。

1.2麻花钻的失效形式

由于工具种类的不同以及使用条件的差异，起失效形式也有所不同。切削工具失效主要由于磨损、横刃、外缘点磨损、崩刃、剥落、折断或加工的工件打不到技术要求等原因造成的

（1）磨损

磨损时切削工具在正常使用情况下最常见的失效形式。当切削工具发生严重磨损时，工具与被加工工件之间摩擦力增大，表现为切削时发出尖叫声或严重的震动，甚至无法切削。

磨损的产生大都是由于工具的切削刃与被切削工件之间的摩擦所产生的。有时也可能是由于在工具表面形成积痟瘤，形成粘合磨损所造成的。

（2）崩刃

崩刃也是常见的失效形式，其中包括大的崩刃，小的崩刃，掉牙，掉齿等现象，很多的崩刃产生是由于切削时切削刃长期受循环应力所造成的一种疲劳断裂现象。

对间断切削的工具或切削时承受较大的载荷的工具如何提高韧性，减少崩刃非常重要。这类工具要求材料组织均匀，不应有严重的碳化物偏析，热处理硬度不宜过高，不能产生淬火，过热及回火不足等增加工具脆性的现象。

（3）断裂，破碎

切削工具由于受到较大的冲击力或因工具自身的脆性较大有时会产生整体断裂，破碎现象。比如钻头的扭断，折断，拉倒的拉断，折断。工具的断裂，破碎现象的产生与工具本身的韧性不是有关，但不是所有的断裂，破碎现象都是因为工具脆性较大而引起的。

(4)被加工工件达不到要求

在切削过程中，由于工具产生了严重的磨损或工具的切削刃上有明显的崩刃现象，这时工具虽然可以继续加工，但由于被加工工件的尺寸精度或表面粗糙度达不到技术要求，而使麻花钻不能使用。

2.麻花钻的性能要求

作为切削工具如果用普通碳素钢应具有一下性能：良好的退火组织，网状碳化物不能太严重。

具体要求：

表2-1 普通碳素钢性能

碳素钢与合金钢的退火要求必须是退火珠光体和网状碳化物而且必须按照国家标准的鉴别图进行评定。合格产品级别为：直径≤50-70mm≤3级：直径70-120mm≤5级：直径≥120mm≤6级。

球化组织良好的钢淬火过热敏感性小，可切削性好，工艺性能好。严重的碳化物使钢的塑性降低，淬火开裂倾向增大，增加刀尖的脆性，见底刀具的使用寿命。

作为高速钢的要求：高速钢的碳化物不均匀度要按国标要求（GB9313）的规定。碳化物不均匀度过高，钢的强度和红硬性下降，脆性增大，工具容易产生崩刃，断齿等现象，显著降低工具的使用寿命，同时碳化物不均匀度增加会造成淬火过热时钢的晶粒不均匀的长大，增加钢的淬火过热敏感性，增加工具钢的淬火开裂倾向。高速钢种的的碳化物尺寸不应过大否则也会降低工具的使用寿命，甚至造成

工具切削时，产生崩刃现象。高速钢中大块碳化物的尺寸应符合国标。

3.麻花钻的选材

工具钢主要有普通工具钢和高速钢两大类型。普通工具钢中不含合金元素的钢种有T7,T8,T12等碳素工具钢。这类钢热处理可以得到较高的硬度，有较高的耐磨性和良好的可加工性能，且价格低廉。但这类刚红硬性差，淬透性低，淬火畸变和开裂倾向性大，因此这类钢适用于制造要求硬度高，形状简单的工具。其中T7钢有较高的强度和韧性，适用于制造承受冲击载荷的工具：T8,T10,T12钢的耐磨性高，韧性低，适用于制造要求耐磨性高而承受冲击载荷较小的工具。

普通工具钢中含有合金元素的钢种有9SiCr,CrWMn,Cr12MoV等。这类钢含有一定数量的合金元素，因而具有稍高的耐回火性能，以及有较小的淬火畸变和较小的淬火开裂倾向。这类钢适用于制造形状比较复杂的手工工具和红硬性要求不高的切削工具。其中Cr12型高碳高Cr钢具有很高的淬透性，耐磨性，较高的耐回火性，以及很小的淬火畸变，适用于制造截面较大，形状复杂，耐磨性要求较高的工具。

从性能和成分上来划分，高速钢主要包括通用高速钢，高碳高速钢。通用高速钢用于制造各类普通工具。高碳高速钢耐磨性和切削性能高于普通高速钢。

含合金元素较少的低合金高速钢价格稍低，在某些使用条件下可以作为高速钢的代替品，制造一些不太重要的切削工具。高速钢由于所含合金元素的种类和数量不同，其耐磨性，韧性，红硬性，可磨削性，可切削性级冷热塑性等工艺性能会有很大的差别。