淬火工艺、淬火剂的究研（一）

村长

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。
第一、        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。
第二、        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
第三、自己配制的淬火剂和使用方法(待续)

[ 本帖最后由 村长 于 2008-6-27 23:21 编辑 ]

狂刀鬼手

乌青淡浮

受教了 谢谢LZ =看续集

yuchi

该帖

看见美女噶就抽

自己配制的淬火剂和使用方法发出来了吗？
等待村长继续发帖。

sdksmtm

总觉得有点怪怪的，回去可以式式看~~~

老喜

钢这dd太灵敏。
学习！

村长

原帖由 mutianjie 于 2008-6-28 11:47 发表
我觉得这样笼统的说淬火是不对的，不同的材料、刀条不同的厚度等等很多因素都会对淬火造成影响。而且这些影响都是不一样的，我认为要做好淬火最重要的是要能看的懂CCT曲线，而且关于淬火厚度要能有一个直观的认识 ...

钢的热处理绝不是你想象的那么简单，要得到理想的淬火马氏体也不是你想当然的有一个温差就行了的。淬火工艺是热处理中最复杂的工艺，目前全世界都还没找到理想的淬火剂，我国在研究、寻找新的淬火剂和淬火方法方面的工作仍然在不断的努力。我这里说的是最基础的知识和最本质的原理，只有学好最基础和最本质的东西，才有可能创新，才有可能做出具有自己特色和风格的刀具。如果你想知道哪种钢用哪种温度热处理，直接查热处理手册就行了，何必再去讨论。

bbsbbs

原帖由 mutianjie 于 2008-6-28 11:47 发表
我觉得这样笼统的说淬火是不对的，不同的材料、刀条不同的厚度等等很多因素都会对淬火造成影响。而且这些影响都是不一样的，我认为要做好淬火最重要的是要能看的懂CCT曲线，而且关于淬火厚度要能有一个直观的认识，至于淬火剂，比较常用的就是盐、油和水，一般做刀的时候用到这三种淬火剂就足够了。至于冷却速度，要得到淬火马氏体，其实保证一个温度差，最后到MS点以下就可以了，然后根据不同的要求回火，都能在很大程度上得到需要的硬度，当然  有比较精确的温度控制是非常理想的。对于热处理来说，温度控制能在30度误差范围内就算是精确了
。至于材质和合金元素对于MS点的影响，这就不是在这一两句话可以说清楚的了，属于专业范围内的东西了。说的不对的地方  希望大家批评指正！  ...

不同的材料对淬火剂的要求是不同的,没有一种理想的淬火剂可以用于所有材料.
兄弟说的很好,这才是热处理的根本,相对于凭借个人经验的热处理师父,一个能看懂CCT曲线的工程师更重要.这才是热处理的基础,至于双液淬火,那不过是基础上发展出来的一种工艺而已.可以说相对而言是比较落后了.现在很多钢种采用气体淬火,性能非常好.而有的材料必须用油淬火,否则会裂.
其实根本就一句话,脱离材料型号来谈淬火剂是没有意义的.

村长

不同的材料淬火时加温的温度不同，冷却的速度也不同。这是因为钢材加入不同的合金元素后会使C曲线向左或者向右移，同时也会影响C曲线的弯曲度，有的甚至出现上下两个C曲线。如果不懂淬火原理，又如何看懂CCT曲线？更不用谈利用C曲线根据不同的要求采用不同的淬火方法得到不同的力学性能。

不同的钢材使用不同的淬火剂和不同的淬火方法，这是不可否认的。但是同一种钢材也可以通过不同的淬火剂和淬火方获得不同的用途，这只有充分理解淬火原理以后才能做到的。楼上为什么说“脱离材料型号来谈淬火剂是没有意义的. ”如果只根据手册提供的数据去做刀，做出来的刀很多必定是废品。我举个例子：用轴承钢做刀，如果按照做轴承的淬火方法，做出来的刀必定像轴承一样硬，像轴承一样脆，用锤子一敲就像玻璃一样四分五裂，不信你试锤一下轴承看看。然而，同是轴承钢采用不同的淬炎方法，做好的刀不仅硬度达到要求，而且韧性很足够。我的手下有个同事曾经是打铁的“老师傅”自以为经验老道，今年做了五把刀淬火时不是开裂就是硬度不足或太脆，气得要吐血，最后还是不得不来求我这个科班出身很少做刀的年轻人帮他做热处理。

钢材在提高硬度的同时，必然会降低韧性。这是不能解决的两个互相矛盾的问题。我们做刀是要满足硬度的条件下去努力提高韧性。我上面谈到的问题是所有淬火过程的普遍问题，不是针对某种钢材，为以后讨论淬火剂和淬火方法做准备。要做好一把刀不仅要深刻理解淬火原理，还要有足够的经验，因为最终还要依靠自己的手去完成用心去判断，没经验懂原理也枉然。

[ 本帖最后由 村长 于 2008-6-30 22:21 编辑 ]

笑一刀

学习了

hktamiya

在这里讨论热处理多半是在YY,这里做刀的有个是真正有实力做热处理的?不是一个炉子和一个槽子就能解决的事情,实力决定一切.在这里讨论怎么把刀做的花枝招展的还差不多

52100

感觉楼上的这位仁兄说的有理．

damasteelfan

不错的热处理讨论！

我自己作热处理的一些经验及教训。
1. 加热过程需要考虑预防钢材表面脱碳、氧化，当钢材加热温度必须超过1000°C时，脱碳、氧化速度会迅速提高。
目前我采用0.03mm厚不锈钢箔封包方法，钢材放入封包前先用普通纸包好，纸的目的有两个：A. 棱角被包裹－可防止尖锐部分扎破钢箔。B. 纸燃烧时既消耗氧气又会使封包膨胀，淬火时方便从封包里取出工件。

2. 多级淬火也可以比较简单，我热处理的钢材品种唯一，属于风冷钢。
目前采取两种淬火工艺，这两种工艺最大特点是工件基本无变形。因为我的热处理包括了紧随淬火工艺后的液氮深冷，淬火一旦变形，即使及时矫直，液氮深冷段也会有一定的回弹。我的感觉，深冷阶段变形基本没有规律。但如果淬火工件不需要矫直，则深冷阶段很少产生变形。
C. 第一阶段油淬至工件出油时表面基本不冒油烟，时间约3-4秒；第二阶段用夹板固定20分钟（至第二件工件预备淬火时取出）
D. 第一阶段用夹板固定＋压缩空气冷却刃部至温度降低到250°C以下；第二阶段让其在夹板中自然冷却。
上述D方法仅仅适用于开出外形的刀坯，目的是获得较大的硬度差异，其过程可以被看作局部＋多级淬火。

3. 深冷处理——深冷的作用目前观点较混乱，一般来说，深冷对马氏体不锈钢的效果更明显则是共识。
液氮的温度（-196°C）远远低于所有钢材的Mz点，业内常用液氮作间接或直接冷媒，如果有条件，间接深冷对防止钢材淬裂很有好处。
我目前使用直接深冷，即直接把钢材扔进液氮中（不必担心液面过低，钢材的热传导性能很优良），放入时间约1小时。以后也打算采用土法间接深冷，解决冷却速度过快的问题。

4. 回火——回火主要目的大家都知道，但回火调节硬度则较少刀友提出，其实对于具有二次硬化特性的钢材来说，回火不仅能降低硬度，还能增加硬度。
DIYer需要注意的： 回火是个较长时间的过程，大多数时候需要2小时甚至2x2小时，刀具DIY这个过程绝不能省略。

正常情况下，我作一次热处理，如果算炉子预热时间，大约耗时16-18个小时。好在热处理并不占人工时间，预热、深冷、回火等过程还可以干点其他事。

[ 本帖最后由 damasteelfan 于 2008-7-2 22:29 编辑 ]

wanfaxuan

我以前粹火就是烧的发白,放到油里,一放就是5.6秒.

呵呵,,没经验,什么也不懂,,在这还能学到点东西,

b00t

喜欢这样的贴子,有探讨性,能学到东西.
请"看见美女噶就抽"兄谈谈,好象他是做专业热处理的.