作為刀具屆的老專家，趙步青的足跡遍布國(guó)內(nèi)大小工具廠，先后在12家企業(yè)做顧問(wèn)，對(duì)工模具的熱處理有很深的造詣，見(jiàn)多識(shí)廣。2013年，趙工應(yīng)邀去日本對(duì)具有120多年刀具制造歷史的某公司進(jìn)行考查訪問(wèn)。以下是他對(duì)日本淬火技術(shù)的描述。
1、鹽浴熱處理
A公司座落在日本宮城縣仙臺(tái)市內(nèi)，離東京約300km。該公司主要生產(chǎn)各種各樣的機(jī)械刀片，最長(zhǎng)的有5m多。刀刃用材主要有高速鋼、硬質(zhì)合金、合金工具鋼。熱處理加熱爐有鹽浴爐、真空爐、箱式多用爐、大型保護(hù)氣氛爐、大型氣體滲碳爐等。
在現(xiàn)場(chǎng)正在生產(chǎn)的有兩套鹽浴爐：一套為Cr12MoV鋼刀具淬火線，另一套為高速鋼或基體鋼淬火線。
（1）Cr12MoV鋼刀具（大而薄的圓鋸片等）生產(chǎn)線上有3臺(tái)設(shè)備
①預(yù)熱爐鹽浴成分為BaCl2+NaCl，指示溫度為810℃。
②加熱爐為100%BaCl2，加熱溫度為1020～1030℃。
③冷卻爐為KNO2+NaNO2，指示溫度為220℃。
鹽浴爐為半埋半插式，均為三相；熱電偶直接插在爐子內(nèi)測(cè)溫，控溫為數(shù)顯記錄儀。
Cr12MoV鋼圓鋸片經(jīng)220℃等溫淬火后立即壓平，裝夾具進(jìn)筐回火，回火在硝鹽中進(jìn)行，回火溫度180～200℃。
（2）高速鋼及基體鋼刀具鹽浴生產(chǎn)線有6臺(tái)設(shè)備
①烘干電阻爐，其烘干溫度500～600℃，烘時(shí)為加熱時(shí)兩倍。
②預(yù)熱爐，鹽浴成分為BaCl2+NaCl，指示溫度850℃；單爐雙板預(yù)熱，有吊機(jī)，但現(xiàn)場(chǎng)操作為手工。
③加熱爐，鹽浴成分為100%BaCl2，M2鋼淬火加熱溫度為1215～1220℃，不看金相，車間內(nèi)沒(méi)有金相室，只有洛氏硬度計(jì)。
④冷卻爐，鹽浴成分為BaCl2、CaCl2、SrCl2，據(jù)說(shuō)熔點(diǎn)為430℃，使用溫度為480～550℃。分級(jí)時(shí)間同高溫加熱時(shí)間。
⑤等溫爐，為KNO3、NaNO2混合鹽，等溫溫度240～280℃，等溫時(shí)間0.5～2h。等溫后立即去渣，洗凈室溫下校直。校直好的產(chǎn)品立即上夾具夾持回火。
⑥回火爐為100%硝鹽浴，回火溫度550～580℃。因?yàn)闄C(jī)械刀片不要求太高的硬度，所以回火溫度相對(duì)偏高。
鹽浴電極亦為半埋半插式，電極只有一個(gè)面在鹽浴中。變壓器為干式鹽爐變壓器，風(fēng)冷。鹽浴溫度測(cè)定不用輻射高溫計(jì)，也不用輻射感溫器，而是用熱電偶直接測(cè)量，數(shù)顯自動(dòng)記錄，到時(shí)報(bào)警。熱電偶插在爐浴內(nèi)直接測(cè)溫準(zhǔn)確度較高，產(chǎn)品熱處理質(zhì)量穩(wěn)定性高。
據(jù)說(shuō)，日本有些高速鋼刀具回火配方有SrCl2+K2CO3，另加KOH脫氧劑。
日本熱處理爐前銼刀檢查淬火硬度及脫碳方法借得借鑒。淬火首件用銼刀銼硬度可以判斷淬火質(zhì)量，若硬度太高，說(shuō)明淬火溫度低，反之溫度高。銼得硬度適合（比如62～63HRC），則說(shuō)明淬火正確。用三角銼刀銼淬火件表面，視銼的深淺，估算鹽浴是否脫碳。上述必須有豐富臨場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的操作者完成，一般人難以實(shí)施。
2、大型可控氣氛熱處理爐
此爐為該公司自行設(shè)計(jì)的專用爐，主要用于釬焊的長(zhǎng)刀片的：釬焊→加熱→淬火的復(fù)合熱處理，輥動(dòng)傳遞全長(zhǎng)18m，設(shè)備總功率460kW，最高加熱溫度1300℃，裝爐量1.6t左右。在淬火溫度下保溫15～20min，屬快速加熱工藝。微機(jī)控溫，自動(dòng)打印。爐內(nèi)充氮保護(hù)。淬火冷卻亦充液氮，如系高速鋼刀刃，冷至600℃出爐空冷。
回火爐也是自行設(shè)計(jì)的專用爐，回火溫度根據(jù)刀刃材料和要求的硬度而定，一般在460～600℃之間波動(dòng)。
3、箱式多用爐
參觀時(shí)箱式多用爐正在工作，爐中產(chǎn)品為Cr12MoV鋼圓鋸片或切刀，尺寸約φ100～φ120mm，厚度3～5mm，加熱溫度為1020℃，淬火冷卻介質(zhì)為150℃左右的硝鹽。
回火在硝鹽槽中進(jìn)行，從現(xiàn)場(chǎng)可以發(fā)現(xiàn)，日本工具行業(yè)，硝鹽應(yīng)用十分普遍。
4、大型井式滲碳爐
該公司有幾臺(tái)大型井式滲碳爐，深度6.5m，滲劑為甲醇+丙 酮。此類爐主要用于機(jī)床導(dǎo)軌的滲碳。導(dǎo)軌截面尺寸60～80mm×80～100mm，導(dǎo)軌長(zhǎng)度4～6m不等。滲碳厚度2mm左右。滲碳結(jié)束后降溫淬火，低溫回火，硬度要求56～62HRC。
該公司有很強(qiáng)的機(jī)床制造能力，大部分自制，根據(jù)刀片加工特點(diǎn)，專機(jī)精造，也許是他們百年長(zhǎng)盛不衰，保持旺盛競(jìng)爭(zhēng)力的因素之一吧。
5、高溫壓軋鑲接淬火爐
部分旋切刀和刨切刀是用鑲接法成形的。即把刃鋼和Q235鋼刀體加熱至鍛造溫度，然后壓軋至規(guī)定尺寸，空冷至室溫，然后裝箱退火。此類刃鋼基本上是低、中合金鋼，退火溫度810～830℃，保溫3h左右，爐冷至550℃出爐空冷。
淬火爐是不帶保護(hù)氣氛的，普通密封箱式爐加熱保溫后直接淬水，水溫是嚴(yán)格控制的，水中有無(wú)添加劑不得而知。由于2011年“3·11”大地震及海嘯給該公司造成致命的創(chuàng)傷，講起來(lái)心痛，問(wèn)及此事，日方不悅，筆者估計(jì)水中不會(huì)添加其他藥劑，就是流動(dòng)的大水槽，嚴(yán)格控制出水的溫度是核心技術(shù)，節(jié)能環(huán)保，看你有沒(méi)有膽量和技術(shù)。
6、刀片淬火技術(shù)
減少和避免?處理對(duì)環(huán)境污染的措施有預(yù)防和治理兩部分，日本人做到了。Cr12MoV鋼大刀片淬油現(xiàn)場(chǎng)是先起火，后冒煙，幾秒后煙火全無(wú)，車間內(nèi)也無(wú)油味；低、中合金鋼刀片淬水（壓軋刀片生產(chǎn)線）當(dāng)然無(wú)污染；對(duì)于熱處理車間產(chǎn)生的廢水經(jīng)治理達(dá)標(biāo)排放，廢氣濕吸附處理，廢渣集中送政府專門機(jī)構(gòu)處理。搞好環(huán)境治理是人們的自覺(jué)行動(dòng)。
作者：趙步青
單位：安徽嘉龍鋒鋼刀具有限公司
來(lái)源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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