一种军用战斗刀具的热处理流程

StevenChan8693

今天，我在这里公开一套我们实验室研发的军用战斗刀具的热处理工艺流程。整个工艺并不含保密数据。经实验室和实验工间的验证，证明为一套“比传统刀具热处理（折叠锻打—正火—退火—机加工—预热—淬火—低温回火）硬度更大，同时韧性更好”的新工艺。
现公开于此，广大刀具DIY爱好者如果有兴趣的话，也可以自行参考之。

选钢：
        电炉冶炼后，经热轧和不完全退火状态之马氏体+渗碳体钢材。这里以常见的不锈钢轴承钢：热轧退火供货（这是一般高碳钢系列通常的出厂状态）9Cr18Mo（国产440C）钢带为例，详细介绍军用刺刀的热处理和工艺的情况。这是一套强韧化热处理的新工艺，取消了锻打程序。

刀胚成型：
        按照要求刃厚（比如我实验室选定为5.4mm）选择了6或7mm厚度钢带，并按照刀型用电火花线切割将多余钢材切除，制成刀的形状。

正火：
        加热介质：盐浴，加热温度到860度，保温30分钟，取出后自然空冷。

等温球化退火：
        加热介质：盐浴，加热温度到830度，保温30分钟，随炉冷却到 700度。进行等温，等温时间为45分钟。等温后随炉冷却至500℃左右出炉空冷。

机加工：
        制作夹具定位后，由CNC数控加工中心一次加工到位。

预热：
        加热介质：盐浴，830度，保温10分钟。

高温淬火：
        加热介质：盐浴，加热温度到1150度，保温30分钟，取出后淬火液急冷。（淬火液经试验后确定，配料：25％硝酸钠+20％亚硝酸钠+20％硝酸钾+35％水）

高温回火（3次）：
        加热介质：盐浴，加热温度到650度，保温30分钟，取出后淬火液急冷。

机加工：
        刀身效直。

预热：
        加热介质：盐浴，830度，保温10分钟。

局部淬火：
        加热介质：盐浴，加热温度到1070度，保温30分钟，取出后用钳子夹紧，把靠近刀刃的一半刀身，包括刀尖浸入淬火液急冷，刀背方向的一半刀身置于水面以上。直到整个刀身完全冷却到室温后取出。

深冷处理：
        干冰深冷处理，冷处理温度达-78度。刀具放入保温槽后，保温48小时取出，自然升温到室温。

低温回火（4次）
        加热介质：机油，加热温度到160度，保温30分钟，取出后淬火液急冷。

时效处理：
        加热介质：机油，加热温度到130度，保温24小时，取出后淬火液急冷。

开刃精磨：
        定角度水浸式机械开刃，定角度水浸式机械摩刃。

出厂：
        刀身直度检验，硬度检验，涂油，包装。

试验证明，采用这套工艺后，最大硬度能达到59-60HRC（9Cr18Mo<国产440C>），而韧性比传统热处理更佳。因为取消了锻打，因此几乎消除了产生高温脱碳的可能。全称都采用盐浴炉加热，钢件和空气隔绝，杜绝了氧化和脱碳的问题，又使得没有真空热处理条件的工间也能完成合格的热处理。以热处理代替锻打，产品的一致性和稳定性更好。而局部淬火（加热后局部冷却）的实施，则使得整个刀刃部硬度极大，而靠近刀背方向的一半刀身硬度小。这样就不需要采用传统的覆土等工艺了。

[ 本帖最后由 StevenChan8693 于 2009-4-20 15:41 编辑 ]

花仔公

第一次，坐这位置。收藏了。谢谢LZ提供。

swhp2008

这么复杂，那种刀好用不，是什么样子？

木弓手

专业热处理，果然是带“研究”的，就是专业！

苍狼

CNC数控加工中心原来可以做这个。。。。改天去问问价格

独孤败刃

请问楼主:等温球化退火有什么作用?
可以省略吗?

maozhihui911

太复杂了吧，这样的工艺，大多数人没办法实现。。。
介绍个简单一点方法吧。

一窍不通

!复杂的令人沮丧

会飞的刀

给个图，我们也开开眼。

sos777

别说DIY的刀友,
一般的小企业都无法怎么做...

bx1001

不知道这么处理完的刀是什么样的，期待啊

StevenChan8693

原帖由 swhp2008 于 2009-4-19 19:47 发表
这么复杂，那种刀好用不，是什么样子？

这是实验室研发新工艺的情况。不是具体指某一种刀。例如：M9刺刀，等等，使用这样的工艺来制作后，再和原品对照。因为是这样的情况，并没有任何具体的商品性质。仅限于研究。

三刃

大哥的实验室是什么实验室啊!!
厚度多余的0.6MM都用线切割去,真牛.
是不是的得慢走丝啊,要不就没有平磨余量了

StevenChan8693

原帖由 独孤败刃 于 2009-4-19 20:23 发表
请问楼主:等温球化退火有什么作用?
可以省略吗?

因为大多数高碳系列钢都是具有“莱氏体”倾向的。比如著名的D2（国标Cr12Mo1V1）粗大的碳元素和铁元素在铸造时就“共晶”了。形成很多的高硬度颗粒，在锻打时，这些颗粒被粉碎了，但是还不是足够细小。
工厂在制造钢带钢卷时，热轧，其实就可以看做是一样的“破碎”共晶体的作用了。大量的网状渗碳体的大量凝结，是高碳钢无法避免的。这虽然提高了钢的硬度和耐磨性，但是却让钢质变得发脆，易折断。
因此，等温球化退火，就是针对这种现象的。它使网状的渗碳体变成球形。这样微观结构就类似于“球墨铸铁”的样子了。钢材的人性因此而大增。
传统的锻打，是在钢铁反复折叠锤击的时候，让网状的渗碳体进一步的“细化，粉碎”。从而提高韧性。
这样，就知道球化退火的作用了。——正是有了这道工序，从而省略了锻打的工序。

StevenChan8693

原帖由 三刃 于 2009-4-19 21:12 发表
大哥的实验室是什么实验室啊!!
厚度多余的0.6MM都用线切割去,真牛.
是不是的得慢走丝啊,要不就没有平磨余量了

又不是工厂，实验室情况下，电子束走丝多慢都行。本来就不是商业机构。我们是上海市轻工集团下属的中日合作教学&实验研发中心。大部分的设备，是日本进口的日发RIFA数控机械。因此就不是商业品牌的去做一些产品了。这样的话，工艺上因为是实验目的，确实是复杂了。只是正好有过这样的技术，因此就贴出来，大家探讨吧。

[ 本帖最后由 StevenChan8693 于 2009-4-19 21:26 编辑 ]

sos777

原帖由 三刃 于 2009-4-19 21:12 发表
大哥的实验室是什么实验室啊!!
厚度多余的0.6MM都用线切割去,真牛.
是不是的得慢走丝啊,要不就没有平磨余量了

....................................又不是工厂，实验室情况下，电子束走丝多慢都行。




快的慢不了,慢的快不了.....................

StevenChan8693

原帖由 sos777 于 2009-4-19 22:38 发表
原帖由 三刃 于 2009-4-19 21:12 发表
大哥的实验室是什么实验室啊!!
厚度多余的0.6MM都用线切割去,真牛.
是不是的得慢走丝啊,要不就没有平磨余量了

....................................又不是工厂，实验 ...

哦。感谢。因为线切这道工序我们有人做成能切0.6mm了，我就没多去想了。反正做出来就行。这里重点就看热处理了。

一刃断魂痴情刀

太复杂了可以带处理不？

wildwolf

强啊，还得淬两次，牛啊。