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刀钢的淬火


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普及一下热处理知识
1楼

热处理 材料:5160 (弹簧钢) 一种很普遍的高端钢材, 主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强 硬度,具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性(象 L -6 一样)。通常被用于制造剑类(硬度低于 50s RC)和使用强度大 的刀具(最高硬度大于 60s RC)。 800 度油淬,250 度回火,保温几分钟,回火 250 度,保温几分钟意思 是,如果你有热处理炉,达到 250 度时控制在这个温度,过几分钟后即可 开炉.用土炉子时估计到 250 度左右了,把刀夹出迅速插入热煤灰堆几 分钟即可完成回火.水冷,弹簧钢空冷有回火脆性,所以要水冷.没有高 温计热处理炉,目测火色估温度. 淬火后尺寸没变化,表面会有些轻微 脱炭,不过没关系,研磨过后脱炭层就会被磨掉,弹簧钢都应该用油淬, 可以达到 60 度或者再高一点,但是那样子落到地上或者用手掰都会 断。 油的冷却速度在工件温度 200-300 度跟水比肯定是不够,但是 可以有效防止开裂。 而且弹簧钢的淬透性很好, 如果坚持用弹簧钢做 刀,那么还是用油淬比较合适。

52100(GCR15)轴承钢: 52100 是一种滚轴钢材,只被锻工们使用。它和 5160 很近似,(但 52100 约含有 1% 碳,而 5160 约含有 0.60%碳),比 5160 的打磨度 好, 但不如 5160 坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚 韧度要求不似 5160 那么高的刀具。 轴承钢做刀不错,都能做砍刀了。回火的时候温度低一点就可以, 200 多度应该比较合适. GCR15 球化退火工艺:加热到 790-810 度.保温.2-4 小时.等温 700-7 20 度.保温.1-3 小时,随炉冷至 500 度出炉空冷. 淬火温度 850.C.油淬. 回火温度 240.C 保温 90-120 分钟.硬度 HRC59。

还有一种是: 52100 处理方法 淬火(盐浴)650-700 度预热 8 分钟 再加热到 850-860 度 保温 8-9 分钟后 油淬 回火 部分钢号对照表 160-180 度 8 小时

D2=Cr12Mo1V1 O1=9CrWMn 440C=9Cr18Mo 或 11Cr17 A2= Cr5Mo1V T10=1095 420=4Cr13 52100=Gcr15 D-2(cr12mo1v~cr12mov) D-2 有时被叫作“半不锈钢”,含铬量较高(12%),但不到不锈钢 的程度。它比上面提到的碳钢的(52100,5160)抗锈性都好,也有 很优秀的打磨度, 但坚韧度不如前述碳钢, 也不能达到完美的表面处 理度。Bob Dozier 爱用 D-2。金属机械加工用之耐磨工具钢材 D2, 属 风硬钢 (Air-Hardening steel) ; 被广泛应用砍伐刀或猎刀次制作, 含碳 量高达 1.5%, 含铬量亦高达 11.5%, 经热处理后可达 HRc60 之硬度, 但 相对地廷展性(韧性)较弱, 耐锈能力亦不甚佳, 钢材表面亦难作镜面 磨光处理。 煅打后应该再要退火才行,要不会很硬, Cr12Mo1V1 850-870 度 保温 2-3 小时 每小时降温<30 度到 740-760 保温 4-6 小时,每小时降温<30 度到 550 出炉,空冷,这是退火,退 火后很软,钻头就可以钻得。 第一次预 400-500 第 2 次预热 820 到 1000-1020 用油/水/或者盐浴. 950 度油淬不错. 回火温度 200-250 硬度 60-63,320-350 硬度 56-59 回火 2-3 次,这 东西很好用 D2 别空淬,会很脆。

T10(1095)/T8: 特 10 用水淬!用油是淬不起来的!没有温度计!烧到橘红色,用普 通煤炉不行!加热不均匀,温度也达不到要求!一定要用普通煤炉也 可以!!不过你要加个煤炉,关键你刀尺寸问题也许会有限制。

T8 正火后球化退火,然后 780--800 度水淬,150--170 度回火. 锉刀: 退火:放煤气炉上面烧到红色,然后关掉炉子,把刀子放在炉子 上冷却,或者空气冷却也可以。退火以后硬度在 30 多,因为并不是 完全的退火(有点接近正火)。 淬火: 放煤气炉上面烧到亮红色 (稍微有点泛白) 然后迅速拿出, , 刀尖向下垂直插入油中,保持一段时间,取出,然后迅速回火.可以 只进行刀刃部分的淬火,局部热处理,也算是烧刃,但不是真正意义 的覆土烧刃。局部淬火韧性更好。 回火:炉子开小火焰,锉刀不要离火焰太近,最好是用砂纸将刚淬 火后的刀子磨出一些金属本色, 在回火的时候掌握不要让刀子变蓝色 就可以,回火时间一般做 10 分钟.

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2楼

锉刀做的刀,硬度够了,保持性能我感觉一般,打磨性能也不是很 好,韧性如果能做好热处理也还不错. 材料:440 A - 440 B - 440C(9Cr18Mo) 含碳量和硬度由 A-B-C 逐次增加(A-0.75%,B-0.9%,C-1.2%)。 4 40C 是一种很优秀的高端不锈钢,硬度通常达到 56-58 Rc。这三种钢 材的抗锈能力都不错,440A 最好,而 440C 相比最低。SOG SEAL 2 000 用的是 440A, Randall 用 440B 来生产他们的不锈钢刀具。 440C 用 的非常普遍,可能是第二最常用的不锈钢(仅次于 ATS-34)。如果 你的刀标有“440”,那么它很可能比 440A 便宜;如果厂商用更贵的 4 40C,他们会很愿意宣传这一点。普遍感觉 440A 对于日常使用来说 刚刚好,尤其是经过优质热处理的 440A(我们听说 SOG 的 440A 热 处理很受好评,不知道他们请谁来做这个)。440B 更加结实,而 44 0C 是优秀. 有关 440C 热处理: 440C 热处理的最终成分为马氏体晶像组织。具有高硬度和较好的

韧性。 控制回火温度可以得到不同的硬度。 回火温度越高, 硬度越低, 同时韧性就越高;反之回火温度低,可以得到高的硬度,不过韧性就 越低, 刀具断裂的可能性就更大了, 如果太低, 就起不了回火的目的, 刀不久就会产生裂纹了。 下面根据刀友们不同的加工条件列出了三种不同的加工工艺供大家 选择: 第一种: 完全退火:温 度 880-900 度,时间 1-2 小时,冷却介质炉 冷. 不完全退火:温 度 730-790 度,时 间 2-6 小时,冷却介质空气 淬 火:温 度 1010-1050 度,时间:电炉加热 0.3--2mm10 分,2.1--5mm15 分,5.1--10mm20 分.盐浴加热 0.3--2mm2 分, 2.1--5mm4 分 5.1--10mm6 分,冷却介质油. 回火:温度 200-250 度,时间 1-2 小时,冷却介质空气. 为防止表面脱碳, 一般应在带保护气氛的电炉加热, 最好是真空炉。 淬火回火后需要进行机加工的允许在盐浴中加热。(推荐最好用电炉 加热)此种工艺比较简单,热处理厂都能进行。 第二种: 此种工艺为比较精密的得加工方法了。用于量具厂加工量规,千分 尺一类的精密量具,同样适合刀具加工了。 流程为: 清洗---〉淬火---〉回火---〉清洗---〉矫直---〉稳定化处理 淬火(真空炉):清洗工件后送入 1050-1060 度的炉中,保温 40 分 钟(真空度 13.33-1.33Pa)。通氮冷却。 回火:在电炉中加热到 200-250 度,保温 4 小时。 稳定化处理:在电炉中加热到 180-200 度,保温 4 小时。 第三种: 此种工艺是在第二种的基础上加低温深冷处理。就是在淬火后在通 氮冷却到室温后,立即将工件放入冷处理炉中,缓慢通入液氮,缓慢 冷却到-196 度。这样的目的是让工件尽可能多的转换为马氏体结晶, 一提高工件的韧性和使用寿命, 工业中的冷冲模具经深冷寿命提高 34 倍。此种工艺也是国外刀具制造的神秘的“深冷处理”,不过如此哈! 当然,经深冷的刀具硬度和韧性都很优异。要找到有条件的热处理厂 很重要了,一般要专业的热处理厂和量具刃具厂才有这样的工艺设 备。深冷处理后的 9Cr18Mo 韧性会下降.另外,深冷处理要逐步降温和 回升,并且要尽快回火.可以用干冰来代替液氮,当然效果也会差些.

附上观色识温!! 大体是,在 600 度左右开始稍微显现红色 700 度橘红 800 度红 900 度红色泛黄 1000 度红色泛白

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2008-04-19 21:30 回复 3楼

1.钢的退火 将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷 却,称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度, 经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的,是为了消除组织缺 陷,改善组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少 残余应力;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。 所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为 后续工序作好准备, 故退火是属于半成品热处理, 又称预先热处理。

2.钢的正火 正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的 奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的 网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能,对 要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。 3.钢的淬火 淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后很 快放入淬火剂中,使其温度骤然降低,以大于临界冷却速度的速度急 速冷却,而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。淬火能增 加钢的强度和硬度,但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有:水、 油、碱水和盐类溶液等。 4.钢的回火 将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却 称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取 得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回 火多与淬火、正火配合使用。

⑴调质处理:淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火 是指在 500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能,材质得到很 大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有良好的综合机械性 能。 ⑵时效处理:为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形 状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度 150-250℃)精加工前, 把工件重新加热到 100-150℃,保持 5-20 小时,这种为稳定精密制件 质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时 效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。 钢的表面热处理 ⑴表面淬火:是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上,但热量 还未来得及传到心部之前迅速冷却,这样就可以把表面层被淬在马氏 体组织,而心部没有发生相变,这就实现了表面淬硬而心部不变的目 的。适用于中碳钢。 ⑵化学热处理: 是指将化学元素的原子, 借助高温时原子扩散的能力, 把它渗入到工件的表面层去,来改变工件表面层的化学成分和结构, 从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工 艺。按照渗入元素的种类不同,化学热处理可分为渗碳、渗氮、氰化 和渗金属法等四种。 渗碳:渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工 件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具 有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑 性。 渗氮:又称氮化,是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提 高表面层的硬度与耐磨性以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。目前生产 中多采用气体渗氮法。 氰化:又称碳氮共渗,是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程。 它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。 渗金属:是指以金属原子渗入钢的表面层的过程。它是使钢的表面层

合金化,以使工件表面具有某些合金钢、特殊钢的特性,如耐热、耐 磨、抗氧化、耐腐蚀等。生产中常用的有渗铝、渗铬、渗硼、渗硅等。
1,高速钢,这类钢热处理复杂,国内刀匠基本用的都是热处理好的车刀之类的成品.牌号基本也就是 W18Cr4V 和 M2.综合性能 M2 为好. 2,D2.Cr12 系列的钢材有 3 种,D2,Cr12MoV,C12,其中以 D2 性能最佳,Cr12MoV 次之.C12 韧性太差,所以基本 没人用.目前有一个不好的现象是有人用 Cr12MoV 冒充 D2.另外,D2 因生产厂家的不同,性能差别极大,进口 的 D2 性能远比国产(国内最好的特殊钢厂家)的好. 3,52100,也就是国内的 GCr15,这钢多是圆钢,所以只能锻扁,问题是大的厂家往往只肯锻到 20 MM 左右的厚 度,而这样的厚度作刀实在太麻烦.铁匠虽然能锻到合适的厚度,但技术又难说,曾见到有的作品表面竟然局 部残留黑皮. 4,9Cr18 系列.严格来说,只有 9Cr18Mo 是标准的 440C,问题在于现在市面上大多都是 9Cr18,这钢也多是圆 钢,再加上合金含量很高,锻打难度比 52100 更高.铁匠未必有这能力加工. 5,O1.国内基本上是以 CrWMn,9CrWMn.合金含量比标准的 O1 高,理论上来说 CrWMn 性能优于 O1,但实际 上国内的技术能力不好,这类钢内部组织都不如进口的,所以性能自然要差.另外,国内有少数厂家完全按照 美国标准生产 O1,性能不错. 6,T 系列的碳钢,国内最好找的就是 T10,差不多相当于 1095,其他 T8,T7 也常见. 个人认为,除非能有比较好的热处理条件,不然还是以 52100,O1 之类的低合金钢为好.因为,碳钢淬透性不好, 变形倾向大.低合金钢可以用油淬火,变形较小.比较适合热处理技术不高的场合,高合金钢热处理难度大,没 有完善的热处理很难完全发挥钢材的性能.

覆土烧刃
所谓“覆土烧刃”,就是以调配的泥土覆盖刀身不需要高硬度的位置,然后将刀剑加热至特 定温度,当红热的刀身进入水中后,赤裸的部分迅速冷却,而有泥土覆盖的部位的温度变化 不会非常明显,导致硬度与赤裸部位不同,从而达到刚柔并济的效果,在刀刃硬度高的情况 下,依旧能保持刀身的良好韧性。而高档日本刀的覆土烧刃,是通过覆土的不均来使其淬火 时自然弯曲。
1,黏土+硼砂+铁粉+碳粉比例是 1:1),再加上以碳粉含量相等的木炭。

铁粉推荐使用锈铁,可用砂轮机磨下来的,然后用磁铁一吸就可以了;土用生土;硼砂是一 种钠硼酸盐砂泥岩粉末,它的作用是去除表面氧化物,使粘土与刀身粘连的更紧密,淬火时 使之不易脱落,还可以防止淬火时钢的表面脱碳。 其实现代气焊中也有用硼沙等同于=助焊剂,用来消除表面的氧化物,使之焊接得更牢固。 淬火:钢材会因为温度升高而改变结晶方式,在温度达到 727~911 度(因含碳量而异)以 上时,变为一种称为麻田系(MARTENSITE)的结晶,此时将火红的钢投入水或油中,因 瞬间降温致使结晶来不及变回,而被固定下来,称之为淬火。麻田系(MARTENSITE)结 晶的特性是硬且脆,而且体积较原来大。 水淬速度最快,得到的硬度较高。 油淬速度相对慢点,得到的硬度相对低些。 风淬速度相对更慢,得到的硬度相对再低些。 各有各的优点和缺陷,按钢材的不同和对期待的结果不同而选择最合适的热处理方式。 同一块钢材火红时,若未全部投入水中,只有局部泡水,则未入水部份,因缓慢降温而回复

原来的结晶状态,导致硬度及体积不变,称之为局部淬火。覆土烧刃即属局部淬火的一种。 覆土部份的刀身因覆土的隔离,就如同未投入水中一样,一把直的刀身。经过局部淬火后, 刃口硬度。体积都增加了,自然就往刀背(栋)的方向弯曲----反 夹钢类的中国剑不用覆土,烧红了整支下水就可以,全钢要覆土。淬火前当然要做出剑形而 且要初磨。 古日本刀制刃的过程: 制刃第一步, 将此类条形钢料加热至赤灼而进行锤锻, 反复折叠打延, 少则七八次多则二三十次,每一次均锤打数十百锤,锻炼之目的在于析出原料中之杂物,使 其成为质地匀称之钢,日本刀之“地肌”亦由此而来。折叠打延之法甚多,普通有“木正木、 十字”此外尚有“短册、折子木、木叶”等锻法。古时无测试设备故是否成钢全凭经验与感觉。 行外人无法窥其堂奥。锻炼之钢已可制刃,但日人对此并不热衷。成次类刀为“丸锻”“割刃 铁”或“数打物”。此类刀无法用于实战也!欲求良刃,须将钢料与熟铁适当组合成刀。钢坚 硬易折, 须加柔软熟铁辅助, 熟铁柔软易弯须钢铁为骨干。 此种刃可称之为复合刃或套夹刃。 日本刀刃之常用组合法有“三合”与“卷合”。细致者则用“本三枚合”“四方合”“五枚合”等。此 外在刃易折处(茎部)特别加用铁料。将不$$质之料经不同之打延融合为一体,全刃质地均 衡,可谓工艺之至。至此,刀剑初步成型经修整挫磨即可进行淬火。 古日本刀的淬火:刀剑之淬火须预为加热。加温前必须涂敷“烧刃土”于刃上,其柔软刀身作 用。 加热时如土层剥落将会在刀身上留下致命缺点, 严重者使淬火失败。 “烧刃土”各有讲究。 不同流派各有秘传。刀体敷土,故加温后刀刃与刀身处出现各种刃纹。不同流派刀工因敷土 方法不同,故其刀上所现刃纹各有不同。淬火对刀剑来说是决定命运的一道工序,锻冶之工 艺由此而见。为便于查看加热中之刀色,多半在夜深人静时进行。万籁俱静之夜色与凝视炎 炎炉火之匠师,给刀剑加上了一层神秘成份。刃体烧至正好时,便从炉中将刀抽出,入水之 瞬刀工须大喝而将刃体全没水中,斯时如爆燃之响,不乏异鸣,水气蒸腾。经此淬火后,刃 体硬化完成。水温起巨大作用,淬火、水温全凭口传心授。淬火后还许回火处理,将刀稍加 热后让其自然冷却, 对刀剑硬度无影响, 刃性由此提高。 将三尺刃烧至均衡一色, 实非易事, 尤以刀尖(帽子、釯子)十分难以掌握,故品评刀工水平以刀尖为关键。 2.覆土烧刃配方一:滑石粉+熟石灰+水玻璃溶液(硅酸钠) 硅酸钠同氢氧化钙加热个时会结合成玻璃硅酸钙。 热的玻璃黏度后高,加上有滑石粉,这三样一起加热会自己黏自己熔成一层隔热的,类似陶 瓷的硬块,做到敷土的效果。 事实上用泥也是同样原理,只是有其他杂质。 我这个配方是用现代物料自己“做”,因为成份可控,原料纯度亦高很多,出错的机会小,失 败亦可减少。 覆土烧刃配方二:淤泥+碳粉和铁粉 覆土烧刃配方三:页岩粉+铁屑+碳粉+硼砂 覆土烧刃配方四:黏土+硼砂+铁粉+碳粉(比例是 1:1:1:1),再加上以碳粉含量相等的木炭。 铁粉推荐使用锈铁,可用砂轮机磨下来的,然后用磁铁一吸就可以了。 土用生土。 硼砂是一种钠硼酸盐砂泥岩粉末, 它的作用是去除表面氧化物, 使粘土与刀身粘连的更紧密, 淬火时使之不易脱落,还可以防止淬火时钢的表面脱碳。

覆土烧刃配方五:黏土+铁粉+木炭+硼砂(1:1:1:1),再加少量的锯末 覆土烧刃配方六:粘土+木炭粉+铁屑(1:1:1),粘土可用耐火泥,再加少量硼砂 覆土烧刃配方七: 烧刃土的调合有各种流派, 大多数情况下其主要成分为粘土, 粗磨刀石粉末以及木碳粉组成。 有的人还加入稻草灰、微量的硼酸钠、金肌(就是铁高温氧化时产生的薄皮膜)粉末等的。 最近为了促进淬火,也有加入化学**的。


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