機械刀片是木材、造紙、印刷、皮革、膠合板等行業(yè)的原材料及產品加工*的切削刀具，刀片規(guī)格品種多，熱處理難度大。隨著上述行業(yè)的高速發(fā)展，刀片的用量逐年遞增。機械刀片加工對象主要是非金屬材料，薄刃細長。由于加工的特殊性，要求刀片既要有高的硬度、強韌性、耐磨性和一定的熱硬性，又要有高的抗疲勞斷裂和碳化物抗剝落能力，尤其是木材加工用的刨切刀和旋切刀，使用性能要求更高。

　　機械刀片生產流程
　　
　　目前機械刀片用材有兩種情況：即整體為合金鋼或高速鋼、刃部為合金鋼或高速鋼刃背（亦稱刀體）為碳鋼。后者成型方式有釺釬和高溫壓軋鑲接兩類。釺焊亦稱釺焊，連接金屬的一種方法。利用熔點比焊件低的焊料（填充金屬）和焊件連接處一同加熱（用加熱爐），焊料熔化后，滲入并填滿連接處間隙而達到連接的目的。高溫壓軋鑲接即把刃鋼和碳鋼刀體加熱到高溫，以軋機把刃鋼的刀體焊接在一起，屬于一種固相焊接方法。鑲鋼工藝分為熱軋焊藥鑲接、無氧化熱軋鑲接、無氧化加焊藥熱軋接三種。兩種成形工藝各有千秋，但釺焊比鑲接更為*些。以釺焊工藝為例，生產流程如下：
　　
　　（1）刀體碳鋼鋼板、刀刃合金鋼或高速鋼鋼板下料，并校平校直。
　　
　　（2）磨去鋼板表面氧化皮，刃鋼需4面磨光。
　　
　　（3）刀體鋼板焊接部位開槽，刃鋼再次校平。
　　
　　（4）去除刀槽毛刺，清除刃鋼4周毛刺。
　　
　　（5）洗刀槽及刃鋼表面。
　　
　　（6）在刀槽上鋪上銅片及刃鋼板條并固定，作好焊前準備。
　　
　　（7）裝爐加熱，在保護氣氛爐中完成釬焊、加熱、冷卻工步。
　　
　　（8）檢查淬火金相并打硬度。
　　
　　（9）出爐后快速打磨去掉銅渣，趁熱校平。
　　
　　（10）回火。
　　
　　（11）*次回火出爐后立即校平校直。
　　
　　（12）檢查硬度、回火金相。
　　
　　（13）轉機械加工。
　　
　　（14）根據客戶要求決定是否要深冷處理。
　　
　　（15）包裝出廠。
　　
　　無氧化保護氣氛加熱技術
　　
　　鋼鐵件在空氣中加熱將產生氧化脫碳等缺陷，為了防止此弊端，人們將加熱爐中充入中性氣氛如氮氣，對工件進行保護加熱，這種技術稱為保護氣氛熱處理。氮氣大量存在于空氣中，約占空氣的79%。在工業(yè)上獲取氮氣可以用化學或物理的方法分離空氣中的氧化和氮氣。分子狀態(tài)的氮氣在通常的加熱過程中對一般金屬和鋼鐵顯示中性，既不氧化、脫碳、也不使氧化物還原。利用氮基保護氣氛節(jié)能環(huán)保，是今后熱處理發(fā)展的方向。
　　
　　焊-淬火復合熱處理技術
　　
　　復合熱處理是將兩種或更多的熱處理工藝復合，或是將熱處理工藝和其他工藝復合，以更大程度挖掘材料的潛力，使工件獲得單一的工藝方法無法達到的優(yōu)良性能。隨著國民經濟和科學技術的發(fā)展，單一的熱處理技術往往不能滿足人們對材料使用的高要求，引發(fā)復合熱處理技術的開發(fā)應用。釺焊—淬火復合熱處理技術可使焊接強度和熱處理淬火質量大幅度提升。以嘉龍鋒鋼刀具公司為例，公司所選用釺焊刀刃材料淬火加熱溫度都超過1,100℃，遠高于銅的熔點（1,083℃），在加熱過程中，焊劑銅熔化，將刃鋼和基體牢牢焊固，既完成焊接又發(fā)生奧氏體相變，一舉兩得，節(jié)能節(jié)時。
　　
　　奧氏體化后轉冷卻室充高純氮，完成淬火冷卻工序。當工件冷至550℃左右，開箱出爐。
　　
　　快速加熱技術
　　
　　在刀具熱處理工藝中，有兩個zui重要的工藝參數，即加熱溫度和加熱時間。根據公式P=T（37tgts）
　　
　　式中P-淬火加熱參量；
　　
　　T-淬火加熱溫度，K；
　　
　　Ts-淬火加熱時間，S。
　　
　　從增加碳化物溶解量、提高奧氏體合金度出發(fā)，奧氏體化溫度越高越好，以增加刀具的耐磨和熱硬性，但從細化晶粒、提高韌性考慮，淬火溫度不宜過高。根據機械刀片使用特點，應該采取較低的淬火加熱溫度，較長的保溫時間，但此舉會浪費大量的能源，通過反復實踐，筆者摸索出快速加熱工藝，即采用較高的溫度、較短的時間，使刀刃達到又硬又韌的效果，從公式可以看出，提高溫度比延長時間效果明顯，只要兩者作用的參量相同，熱處理的效果應該一致。在生產中筆者體會到快速加熱一定要掌握好“度”的概念，否則弄巧成拙。
　　
　　形變熱處理技術
　　
　　將壓力加工與熱處理有效地結合起來，則可同時發(fā)揮形變強化與熱處理強化的雙重作用，獲得由單一的強化方法所不能達到的綜合力學性能，這種綜合強化的工藝稱為形變熱處理。
　　
　　形變熱處理除了能獲得優(yōu)異的力學性能外，由于將壓力加工和熱處理密切結合起來，可以省去熱處理的重新加熱工序，從而省去了大量的能源消耗、加熱設備和車間占地面積，同時還可以減少材料的氧化燒損及脫碳、變形等熱處理缺陷。因此，形變熱處理工藝兼有優(yōu)異的強韌化效果與巨大的經濟效益雙重效應。
　　
　　形變熱處理的深入研究與應用，能使壓力加工與熱處理更緊密地結合起來，將會引起機械制造業(yè)工藝流程、工序劃分設備布置等發(fā)生一系列的重大變革，同時也將推動壓力加工及熱處理工藝的科學發(fā)展，是很有應用前景的熱加工工藝。
　　
　　相變超塑性校直技術
　　
　　高速鋼等高合金工具鋼經正常的淬火后，組織中含有25%~30%的殘留奧氏體（rR），rR不穩(wěn)定還會進一步轉變成馬氏體（M）。馬氏體相變過程中，當應力低于軟相（奧氏體）的屈服強度時，即可發(fā)生塑性變形，這種現象稱為馬氏體相變塑性。
　　
　　根據筆者多年的試驗研究，證明鋼在熱處理相變過程中具有顯著的相變超塑性效應，即在相變過程中塑性要比相變前后新舊組織的塑性提高幾倍乃至幾十倍。
　　
　　多年來一直認為，淬火件趁熱校正能取得顯著的效果，雖然包含有熱塑性的因素，rR塑性好的貢獻，但zui主要的是相變超塑性的作用。相變超塑性效應發(fā)生于rR→M相變的全過程，但這種效應是瞬變的，當相變進行zui劇烈時，相變超塑性效應zui顯著，因而塑變量頻率曲線應呈現出峰值。顯然，該峰值對應的條件應該是校正的*時機，正確掌握和運用這個*時機，對于指導淬火趁熱校正工藝和操作，將具有現實意義。
　　
　　機械刀片由于細薄長，正常淬火后彎曲10~30mm，運用相變超塑性原理，很容易校正過來。鋼在淬火冷卻過程中的相變超塑性比在Ms點溫度稍上狀態(tài)的奧氏體塑性高好幾倍，因此，在淬火趁熱校正時，正確了解和充分利用相變超塑性原理，對熱處理現實生產有指導作用。
　　
　　應用在Ms點以下溫度進行校直，不但是可行的，而且是非常適用的，可以同時校正熱應力和組織應力造成的變形、有利于保證工件高硬度的要求、有利于改善勞動條件、降低對校正設備的噸位和工作條件要求及校正的質量好、生產效率高等優(yōu)點，應大力推廣應用。
　　
　　感應加熱刃鋼技術
　　
　　機械刀片刃部只占刀體總質量的1/5~1/10，只要對刃鋼進行淬火同樣起到整體加熱的效果。應用*的高頻感應加熱技術，設計淬火機牀，針對不同規(guī)格的刀片設計個性化的感應圈，配制光電高溫測溫計，可順利地進行高頻淬火。由于高速鋼及基體鋼屬自硬型鋼，高溫加熱后，在空氣中冷卻就能獲得很高的硬度，且由于高頻淬火只是局部硬化，而且速度快，所以可以大大節(jié)能。
　　
　　計算機控溫技術
　　
　　計算機技術應用于熱處理領域是計算機技術進步和工業(yè)發(fā)展需求的產物。溫度是熱處理的靈魂，在某種程度上講，溫度決定一切，相變是由溫度變化而生，變形由溫度而引起。嘉龍在機械刀片熱處理中成功而穩(wěn)定地運用計算機控溫技術，向智能熱處理邁進了一大步。微機運用它是使傳統(tǒng)經驗型技藝跨越為科學發(fā)展型。智能熱處理的深入研究，將使熱處理擺脫依賴于經驗和技能的落后狀態(tài)，向預測生產結果和實現可靠質量控制的方向發(fā)展。
　　
　　深冷處理技術
　　
　　應客戶要求，有些基體鋼、高合金鋼刃鋼刀片，為了提高其尺寸穩(wěn)定性，往往在成品刀片出廠前增加深冷處理。而高速鋼刀片三次回火已達*，沒有必要再進行深冷處理，如果淬火溫度相對比較低、晶粒度比較細小，韌性本來就比較高，如果客戶有要求，也可以進行深冷處理。回火充分的刀片經深冷處理后，硬度不會增加，反而對韌性有損害，所以，不管什么新技術應用一定要有針對性，不能盲從。
　　
　　科學技術發(fā)展永無止境，機械刀片的熱處理工藝也在不斷更新?lián)Q代。目前中國滲氮離子鍍復合涂層技術在65Mn鋼切紙刀片已成功應用、激光淬火、氣相沉積等熱處理新技術正在開發(fā)中。什么是核心競爭力？熱處理技術就是機械產品的核心競爭力。熱處理不出廢品沒有返工品就是zui大的節(jié)能，制造出具有*水平的產品，同時更是節(jié)能中的精品。

　　（作者：趙步青 胡明 張日發(fā) 胡峰 安徽嘉龍鋒鋼刀具有限公司）