淬火剂的研究(一)
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。 第三、自己配制的淬火剂和使用方法(待续) 淬火工艺、淬火剂的研究(二)――关于自己配制的淬火剂
钢材理想的淬火冷却速度是:慢(650度以上)—快(650—500度)—慢(300度以下)的冷却过程。为了使淬火时钢的实际冷却速度接近理想冷却速度,应选择合适的淬火方法和淬火剂。
常用的淬火方法有:单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法和等温淬火法几种。我们做刀,一般情况也只能做到前面两种方法,后两种在业余条件下是很难做到的。所以我们必须通选择淬火剂来保证淬火火质量。工业上通常是用盐、碱、水玻璃、聚乙烯醇、氯化锌-碱等配制成的水溶液做成的淬火剂。这些淬火剂虽然能满足一般的淬火工艺要求,但其有强腐蚀性,不易清洗等缺点,在应用的过程中,有些需要采取保护措施,因此不适合业余条件下DIY。要适合DIY就必须简单有效。
刚开始我想到了油水混合物,但油水混合后油浮在水上,淬火的过程就变成了先入油后入水,这样就刚好与双液淬火的顺序相反,不可取。最后我想到了平时覆土烧刃时用的黄泥,如果把黄泥均匀的搅拌到水里,效果应该和工业上的水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液差不多,这样的材料易得,适合DIY了,实验证明我的想法是对的。
现在我把黄泥配制的淬火剂介绍一下:
第一种方法:把黄泥均匀搅拌到水里,浓度可以根据经验自己定,不同的钢材使用不同的浓度。不同浓度的泥水冷却速度曲线的拐点和斜率不同。因为我在配制的过程没有计量,所以现在不能给大家一个准确的数据。淬火时,把烧红的刀条在空气中却一下,估计到700度时放入配好的泥水中冷却即可。整个冷却过程就接近钢的理想冷却速度。它的原理是:先在空气中缓冷,再泥水中急冷,到达低温区时黄泥在刀表面凝结,阻碍了水的接触,使低温区的冷却速度降低。
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。 第三、自己配制的淬火剂和使用方法(待续) 淬火工艺、淬火剂的研究(二)――关于自己配制的淬火剂
钢材理想的淬火冷却速度是:慢(650度以上)—快(650—500度)—慢(300度以下)的冷却过程。为了使淬火时钢的实际冷却速度接近理想冷却速度,应选择合适的淬火方法和淬火剂。
常用的淬火方法有:单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法和等温淬火法几种。我们做刀,一般情况也只能做到前面两种方法,后两种在业余条件下是很难做到的。所以我们必须通选择淬火剂来保证淬火火质量。工业上通常是用盐、碱、水玻璃、聚乙烯醇、氯化锌-碱等配制成的水溶液做成的淬火剂。这些淬火剂虽然能满足一般的淬火工艺要求,但其有强腐蚀性,不易清洗等缺点,在应用的过程中,有些需要采取保护措施,因此不适合业余条件下DIY。要适合DIY就必须简单有效。
刚开始我想到了油水混合物,但油水混合后油浮在水上,淬火的过程就变成了先入油后入水,这样就刚好与双液淬火的顺序相反,不可取。最后我想到了平时覆土烧刃时用的黄泥,如果把黄泥均匀的搅拌到水里,效果应该和工业上的水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液差不多,这样的材料易得,适合DIY了,实验证明我的想法是对的。
现在我把黄泥配制的淬火剂介绍一下:
第一种方法:把黄泥均匀搅拌到水里,浓度可以根据经验自己定,不同的钢材使用不同的浓度。不同浓度的泥水冷却速度曲线的拐点和斜率不同。因为我在配制的过程没有计量,所以现在不能给大家一个准确的数据。淬火时,把烧红的刀条在空气中却一下,估计到700度时放入配好的泥水中冷却即可。整个冷却过程就接近钢的理想冷却速度。它的原理是:先在空气中缓冷,再泥水中急冷,到达低温区时黄泥在刀表面凝结,阻碍了水的接触,使低温区的冷却速度降低。