签到天数: 2429 天 [LV.Master]伴坛终老
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发表于 2024-7-8 15:23:54
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摘要: 本人从事热处理工作56年,有成功的喜悦,也有失败的愁怅。人生感悟颇多。妒才是社会现象、45钢最难处理、高速钢奥妙无穷,创作的灵感源于企业,创新是企业发展的原动力,敢为人先勇立潮头。
关键词：45钢;高速钢;热处理;创新。
1 序言
我1968年毕业于扬州工业学院（现扬州大学）金属热处理工艺与设备专业，先后在山西304厂。广西5604厂、广西301厂、浙江汤溪工具厂（1995年更名为浙江工具厂）工作过，2002年汤工倒闭后，退休再就业，曾在江苏飞达、浙江金华工具厂、江苏拓普工具、浙江台州索立机械。河南一工、江苏晶工，安徽嘉龙等共16个单位工作过。截止2024年4月在全国30多种期刊上共发表论文及实用文章300多篇，出版个人热处理专著6部，（其中≪热处理工艺设计与应用≫获“技工科技。2023年度机械领域十大好书”）殊荣，协编图书3部。取得成绩背后的酸甜苦辣，只能自己品味。在历史的长河中，56年只是短暂的一瞬，但对于个人来说，只是人生的大半辈子呀!个人的人生感悟受多方限制，肯定有偏见，仅供参考。
2 妒才是社会现象
因为我就职的单位比常人多，干的事也较多，接触人更多，深感妒才是一种社会现象。它不是一种认识上的偏见，而是意识上的一种仇恨，他不希望你比他好，总是妒嫉你，打击你。我相信不少人亦有同感，以下仅从学术角度阐述之。
1986年5月，在无锡召开的全国材料热处理大会上，我作《高速钢中平衡碳差值问题的探讨》报告，会上就有人提出质疑和反对，同年9月在昆明召开的第四届全国工具热处理大会上，我作《M2钢中碳饱和度问题的探讨》的演讲，遭不少人反对，他们都认为工厂的同志很难写出这样高水平的学术论文，更有甚者在浙江的1988年《机电工程》上署名公开批驳我的文章。科技百家争鸣是好事，但恶意诋毁就不好了。高速钢中碳饱和度相当重要，全国的工具行业、高速钢生产厂、大学、研究所都曾参与讨论、验证，证实我的观点是对的。妒嫉我的人哪里知道，我化了多少年的试验，才得出的科研成果，感谢《金属热处理》杂志社，将我的论文在1987年第四期发表。让从事高速钢科研、生产、工具厂均收益。
再则用45钢制造丝锥、板牙等工具，也引来众人非议，认为45钢不可以做切削工具，顶住压力。争得大量订单，为企业增效。我的《高速钢沸水淬火》也惹怒了不少人，他们认为高速钢怎么能淬水呢?事实上沸水的淬火冷却速度比油还慢，不会致裂。我们用高速钢沸水淬火，代替调质，效果很好，论文发表在《热加工工艺》1987年第1期。
最近几年我帮助安徽嘉龙锋钢刀具有限公司搞成两项重大科研成果:高速钢感应淬火和保护气氛加热淬火。2016年我们试验成功高速钢机械刀片感应淬火，早已形成批量生产。但至少还有很多人不相信，因为国内同行为之奋斗数年无一成功，但我们成功了，论文寄到几家权威杂志社，没人敢录用，后来还是在《金属加工-热加工》2017年第21期公示了。2022年我们又将高速钢大圆刀淬火甩掉盐浴炉和真空炉。直接用保护气氛加热淬火，获得圆满成功，已批量生产，质量稳定。还有很多事例证明妒才的社会现象，如何应付?不少人会退却，我选择迎难而上，只要把产品质量搞上去，你就是胜利者，埋怨有何用?生气更无能。要把别人对你的妒嫉作为一种动力，而不是包袱。你对别人生气1min，就失去自己人生中60S的快乐，所以我们要学会没心没肺，对什么不开心的事都可以释怀。没心没肺快乐万岁。
3 最难热处理的钢
经常有人会问我，你从业半个多世纪了认为最难搞的钢是什么?我会直率地告诉你:碳钢45钢、合金钢中高速钢是最难热处理的。
45钢是应用最广泛的钢种之一，，几乎所有的热处理工作者都和它打过交道，大多数同仁认为45钢是难缠的"对手"，水淬易裂，油淬不硬，更难的它还存在一个危险率裂尺寸的问题，如图1所示。从图1可以看出，淬裂尺寸始于5mm，并随着尺寸的增加而增加，其峰值在6~8mm。7mm时率裂几乎100%，大于9mm，淬裂逐渐减少，尺寸增加到12mm后基本上无率裂。
45钢淬裂还有个重要原因是钢临界点的突变。制订热处理工艺的主要依据是根据其化学成分和临界点。而钢的临界点主要取决于含碳量。国标45钢的含碳量0。42%~0。50%，实测45钢的临界点和热处理有很大的差距，如图2所示。从图2可以看出，钢的临界点AC1、Ar1并不随着含C量的升高而平缓下降，而是在一个很小的区间存在着一个较大幅度的升降变化，即临界点的突变，如含破量在0。45%~0。50%时 Ac1点出现一个极低值，大约760℃，如按手册上推存的780℃+50℃制订淬火工艺，肯定要出现质量问题。
为了解决45钢淬火难、危险淬裂尺寸、临界点突变三大难题，笔者动了不少脑筋，试验半年，终于从淬火介质和夹具上解决了问题，即用两硝淬火剂，设计合适的淬火夹具。
纵观当今世界所有的钢种，无论其化学成分、组织、性能之间的复杂关系，还是冶炼、浇注、锻造、塑性成形和热处理等整个制造过程的难度，高速钢无疑最难的。有人说"高速钢奥妙无穷"，也有人说"高速钢变化莫测"从不同侧面反映高速钢热处理难度。我从事高速钢热处理50多年，深感高速钢热处理的精髓是改造碳化物，我们所做的一切工作都是在促使碳化物的转换和转化。淬火加热时要关注碳化物的溶解度，回火要看碳化物的弥散度，过热和过烧要看碳化物形态的变化，碳化物颗粒度、不均匀度对钢的性能有很大影响。同一成分同一炉号的高速钢制造不同的工具，热处理工艺各不同，热处理工艺应该个性化。
高速钢自问世至今，一直以制造刀具称著，随着机械工业的飞速发展，高速钢在模具行业也占有一席之地，除此以外，高速钢还可以用来制造量具，轴承、弹簧等，其工艺也跟刀具有很大的区别。
从以上分析不难看出，高速钢热处理太难了，硬度达到技术要求没问题，但要达到理想的金相组织是很难的，建议从事高速钢热处理的同仁，一定要放眼全局，关注边缘学科，处理好成分一组织一性能一寿命三点一线的关系。
4 创作的灵感源于企业
(1)减少枪身热处理变形 此文载《兵器材料与力学》1984年第5期，微型冲锋枪枪身简图见图3。热处理后变形量在0。05~0。10mm，要求硬度32~38HRC，材料50BA。热处理难点是变形，我们想了多种措施，解决了枪身变的问题，确保微型冲锋枪研制成功。
(2)高速钢碳饱度问题的探讨 此文载《金属热处理》1987年第4期，我化了整整三年的时在车间里试验，积累了大量数据，解决了好多以前难以解决的问题，虽然过去38年了，但技术仍很前沿，非常适用。
(3)高速钢模具的热处理 此文载《金属热处理》1988年第8期。用高速钢做模具，在国内我算早的，1975年在桂林工作时就用M2钢制梅花扳手冲子获得成功，1984年到浙江后，试用M2钢代替Cr12MoV钢制链条冲棒寿命提高3倍以上，为此工厂成立专门的生产车间。
(4)45钢制丝锥板牙的热处理 此文在《机械工人一热加工》1991年第9、10期上连载，热处理难点淬火剂和夹具，产品远销欧美。
(5)高速钢刀具的硬度问题 此文载《金属热处理》1998年第7期，此文发表后在全国工具行业引起热烈讨论。我的著名观点是把刀具硬度标准上升到一个新高度，认为用HSS钢制造的刀具最好把硬度控制在65-66HRC，用HSS-E钢制造的刀具硬度控制66~67HRC，超硬高速钢也不能超硬度，硬度只是表面现象，金相组织才是本质的东西，达到高硬度和用不用高硬度是完全不同的两码事。
(6)高速钢杆状刀具柄部硬度 此文载《金属切削》2009年第5期，虽是小小的问题，但困惑企业好多年，我的观点是不论杆状刀具长短，测量柄部硬度的点应在从柄端向刃25。4mm处，硬度为30~50HRC，超界均判不合格。
(7)无径支罗钻钻的热处理 此文载《金属加工一热加工》2013年第3期。支罗钻如图4所示。在很短的范围内有3种硬度要求，且为对焊件，我一步到位解决问题。
（8）飞达钻头创品牌 2003-2006年间，我荣幸到当时号称世界上最大的麻花钻生产基地-江苏飞达工具集团工作，该公司有职工6000多人，产值10多个亿，我司职计量质检处主任，和大家一道，从原材料选择、轧制、机械加工、热处理，到表面处理氧氮化都作了认真研究，最终得到世界知名商沃尔特公司认可。飞达钻头2006年3月被国家授予知名商标。
(9)高速钢刀具的深冷处理 此文载《中国CMJ机械与金属》2012年第6-7合刊。高速钢刀具不宜搞冷处理颠复了人们的认知。我们嘉龙公司以前也搞刀片的深冷处理，此反复调研后基本上不搞只在特殊情况下进行。
(10)高速钢刀片感应淬火 此文载《金属加工一热加工2017年第21期。因国际市场的需要，安徽嘉龙公司于2016年研发了此项技术，国内首创，国际领先，已批量生产8年，质量稳定深受外商青睐。淬火设备装置如图5所示。
图5 高速钢刀片感应淬火
(11)高速钢制大圆刀保护气氛淬火 此文在《热处理》2024年第1期发表，如图6、图7所示。2022年12月以前外协盐浴淬火，费用高、周期长、质量不稳定。为了生存开源节流，我们开发了保护气氛淬火，对国内外有深远影响。
图6 大圆刀保护气氛淬火（进炉）
图7 大圆刀保护气氛淬火（出炉）
5 创新是企业发展的动力
当今社会科技发展日新月异，墨守陈规很难生存，只有创新才能为明天的发展生存带来机遇。对我们热处理工作者来，创新必须从材料和热处理工艺入手，以下谈点体会。
5.1 材料是搞好热处理、创优的基础，符合国家标准的材料只能保证你生产的产品达到合格，但要制造出名优产品，全凭你的智慧。
(1)用45钢制造的丝锥、板牙，其含C量必须在中上限，且不能淬水，否则很难达到硬度≥54HRC的技术要求。
(2)用M2钢制麻花钻，其碳饱和度必须≥0。76，否则达不到65HRC以上的高硬度。
(3)用3Cr2W8V钢制热模具，其含C量应取中下限。
(4)用20CrMnTiA制汽车防滑链链，其含C量必须是上限，否则心部硬度强度就达不到要求
(5)W系高速钢制车刀比W-Mo。系钢车刀耐用，而制铣刀，前者就不如后者。
所有钢的临界点，并不是一个不变的温度点，而是一个随成分变化的温度带。在所有的钢中，C是最重要的元素，那怕是0。01%C(质量分数)的变化都会对钢的硬度和力学性能产生影响，明白了这一点，不盲从手册数据，结合产品特点，科学选材和制订热处理规范，挖掘材料潜力。
5.2热处理工艺改革创新 同样的材料制造不同的工具，热处理工艺应当有别，热处理工艺必须个性化。
(1)用W18钢制造的切纸、车刀，淬火必须过热才经久耐用，过热程度视具体情况而定
(2)滚刀、大的三面刀铣刀过热1~2级肯定比不过热好用。
(3)用9341高速钢锥柄钻、立铣刀淬火也要过适当过热好。
(4)对热处理易变形工件，一定要利用马氏体相变超塑性的原理，在淬火后2h以内抓紧校直，定能收到奇效。
(5)高速钢刀片感应淬火是嘉龙的创新，自2016年研制成功以来已有8年，工艺稳定，产品质量好，节能又环保。
(6)高速钢制大圆刀保护气氛淬火是嘉龙又一重大创新成果。之前都到浙江金华外协，盐浴淬火，淬火成本高，交货不及时，而且还有质量纠纷，2022年底，研制保护气氛淬火，新工艺现已成功投入批量生产，质量上乘，产品远销欧美大市场。
6 结束语
前进路上总是崎岖难行，难免磕磕碰碰，只要坚定信心，勇攀高峰，一定能到达光辉的顶点。生命有限，人生短暂，工作期间不努力将成为终身遗憾，爱拼才会赢，当生命快到终点时，回忆往事，你一定会感慨万分，我未白活，潇洒人生走一回，值得! |
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发表于 2024-7-8 15:21:39
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发表于 2024-9-1 19:31:31