手用铰刀的材料选择与热处理工艺
摘要：手用铰刀的作为精加工工具在材料选择上有严格的要求，铰刀的质量要求和安全性能以及使用寿命都是非常重要的，手用铰刀性能要求上要具有高硬度和高耐磨性。本文通过分析铰刀的使用环境与性能要求，然后选择不同的材料采取热处理工艺后得出的性能分析，得出手用铰刀最适合的制造材料，并设计热处理工艺方案。
关键词：手用铰刀;材料选择;热处理
Material SeleCtion and Heat Treatment TeChnology of Hand Reamer
AbStraCt：As a finishing tool, hand reamers have strict requirements on material selection. The quality requirements, safety performance and service life of reamers are very important. The performance requirements of hand reamers should have high hardness and high wear resistance. In this paper, by analyzing the use environment and performance requirements of reamers, and then choosing different materials to adopt heat treatment process, the performance analysis is obtained, the most suitable manufacturing material for hand reamers is obtained, and the heat treatment process plan is designed.
Key WordS: Hand reamer;Material selection;Heat treatment
目 录
引言...................................................................................................................4
1.铰刀种类及用途..............................................................................................4
2..铰刀的工作环境及性能要求...........................................................................8
2.1铰刀的工作环境分析.............................................................................8
2.2铰刀的性能要求与分析.........................................................................9
2.3铰刀型式和尺寸要求...........................................................................10
3.铰刀的材料选择............................................................................................12
3.1不同材料的性能分析...........................................................................12
3.2合金工具钢9SiCr钢...........................................................................12
3.2.1 9SiCr钢化学成分分析..............................................................13
3.2.2 9SiCr钢热处理分析..................................................................13
3.3碳素工具钢T12钢..............................................................................16
3.3.1 T12钢化学成分分析.................................................................17
3.3.2 T12钢热处理分析.....................................................................18
3.4合金工具钢Cr12钢.............................................................................18
3.4.1 Cr12化学成分分析....................................................................19
3.4.2 Cr12钢热处理分析....................................................................20
3.5分析对比..............................................................................................20
3.6结论.....................................................................................................22
4.铰刀的热处理工艺方案设计...........................................................................23
4.1热处理工艺方案...................................................................................24
4.2性能分析..............................................................................................27
4.3结论.....................................................................................................29
5.总结...............................................................................................................29
参考文献...........................................................................................................29
引言
手用铰刀类型属于旋转切削类手用刀具。整体结构是拥有一个或多个刀齿的工作部分及操作柄部。铰刀的结构主要由工作部分和手柄部分组成。工作部件的主要功能是切削扩孔和校准。校准点直径呈倒锥度形状。手柄部分用夹具夹紧，可分为直柄和锥形柄。工作部分有切割部分和校准部分，校准部分有圆柱部分和倒锥部分。铰刀用于铰削工件上已钻削或扩孔加工后的中、小尺寸孔，主要是为了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用于孔的精加工和半精加工的刀具，铰刀加工余量一般很小。同时工作齿数较多，芯部的直径大，刚性好，导向性强，所以铰后孔的公差等级可到IT9～IT7级，甚至IT5级。表面粗糙度可达Ra3.2～0.4µm。铰刀是几何参数，一个加工件质量的好坏主要的原因是在铰刀本身的精度和表面粗糙度，所以铰刀本身上的尺寸公差，材料选择。几何参数都需要精确的计量，才能更好的提升铰孔的质量。
铰刀服役条件应具有在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力，摩擦，冲击和很高的切削热，因此应该具备高硬度，足够的强度和韧性，高耐磨性和耐热性，良好的导热性，良好的工艺性，经济性。
本论文是对手用铰刀的材料选择与热处理工艺为核心进行了分析和设计，在分析手用铰刀所需要的材料性能后再选择不同的材料进行材料的特性分析，最后制定一个热处理方案。在选择材料上，首先要根据材料的性能要求符合手用铰刀规格的前提上挑选，从硬度、耐磨性、塑性、韧性等方面分析。最后得出中的9SiCr，Cr12和T12三种钢材，随后还做了相应的热处理试验，分析了三种钢材在热处理前后的性能，做出了性能对比，碳素工具钢T12钢虽然硬度高，成本低，但在热处理工艺上塑性差，淬火过程中变形较大，并不是最好的选择，合金工具钢中Cr12钢虽然在很多性能方面上优于T12钢和9SiCr钢，但制造成本高，需要大量的Cr元素，热处理加工工艺难度也大，所以也并不是最合适的选择材料。反而9Sicr钢加工方便，硬度和耐磨性淬透性上都符合了手用铰刀得性能要求，在生产制造上也符合企业生产得经济效益，所以最终选择得材料为9SiCr钢，选定材料后采用了盐浴淬火热处理工艺，大大改善了9SiCr钢得内部组织，进一步的提高了9SiCr钢的强度硬度和耐磨性。
参考文献
【1】曾正明.实用钢材材料手册.第二版.北京：机械工业出版社，2007.3
【2】宋韬.顾军.热处理工艺手册.北京：化学工业出版社，2007.5
【3】任智俊.薛国样.实用金属材料手册.南京：江苏科学技术出版社，2007.9
【4】郑峰.常用金属材料手册.北京：化学工业出版社，2007.5
【5】薄鑫涛.郭海洋.实用热处理手册.上海：上海科学技术出版社，2014.4
【6】夏建元.金属材料彩色金相图谱.北京：机械工业出版社，2012.10
