由于高速钢的淬透性好，高速钢薄形刀具在淬火时很容易发生变形。同时，高速钢刀具淬火后硬度高、脆性大，变形不好校正，如果校正操作掌握不好，刀具很有可能在校正时发生断裂（特别是当刀具变形大的时候），从而导致刀具报废。因此，高速钢薄形刀具热处理难度较大。本文着重介绍高速钢薄形刀具的热处理工艺，以及如何保证该类刀具的热处理质量。
高速钢薄形刀具简介
（1）刀片外形
刀片的简图如图1所示，刀片厚度一般为0.8~2.5mm，外圆为φ~φmm，外圆上为均布的齿，内圆周围有6个均布的定位孔。
图1刀片示意
（2）刀片材料选用
根据刀片的用途，该刀片材料需要具有较高的耐磨性能。我们选用了高速钢材料W6Mo5Cr4V2。W6Mo5Cr4V2为钨钼系通用高速钢的代表性钢号，具有碳化物细小均匀、韧性高、热塑性好等优点。
W6Mo5Cr4V2高速钢韧性、耐磨性、热塑性均优于W18Cr4V，而硬度、红硬性、高温硬度与W18Cr4V相当。由于该刀片很薄，一般只有0.8~2.5mm，为方便加工，降低生产成本，选用合适厚度的W6Mo5Cr4V2高速钢板料作为刀片的材料。
近年来，为了提高刀片的性能（包括提高刀片的耐磨性能，降低刀片的脆性，防止刀片崩齿），先后试用了相当于W6Mo5Cr4V2的进口高速钢材料，如YMX1、EM2、M35等。
（3）热处理要求
为了降低脆性，防止刀片崩齿，该刀片硬度定为61~64HRC（一般W6Mo5Cr4V2高速钢刀具硬度要求为63~66HRC）。由于W6Mo5Cr4V2高速钢具有较高的耐磨性，加工余量不能留太多，否则将增加刀片的加工难度，增加刀片的磨削时间，大大降低刀片的生产效率，增加刀片的生产成本。
所以该刀片热处理前一般厚度双面留0.3~0.4mm的余量，为保证刀片热处理后平面能够加工起来，这就需要提高热处理的变形要求。该刀片热处理的平面变形要求为≤0.15mm。
热处理难点分析
该刀片的厚度很薄，成品尺寸为0.8~2.5mm，而且外圆尺寸较大，为φ~φmm。同时，由于W6Mo5Cr4V2的淬透性非常好，淬火时刀片很容易出现较大的变形。因此，减小刀片的淬火变形，以及刀片热处理后的校正是该刀片的热处理难点。
刀片的热处理
（1）设计专用夹具
根据该刀片的外形和尺寸，设计了专用的二级工具（挂具）。这样刀片就可以垂直挂在挂具上，有利于减小加热时产生的变形。同时，挂具横梁上用一些小钢棒将刀片隔开，避免刀片粘在一起，使刀片加热和冷却均匀，减小组织应力和热应力，从而减小刀片的热处理变形。
图2刀片专用挂具
（2）刀片的热处理工艺
首先将该刀片挂在挂具上，进中温盐炉进行预热2~3min，加热温度为~℃；然后进高温盐炉加热，进高温盐炉前应进行断电，防止刀片碰到电极而被烧坏。为了减小刀片的变形，适当地降低加热温度，加热温度定为℃（W6Mo5Cr4V2高速钢普通刀具的淬火加热温度一般为℃），因为该刀片的厚度很薄，加热时间定为90s。
由于该刀片的厚度很薄，大部分刀片厚度不超过3mm，刀片出炉后将刀片挂起，在静止的空气中冷却，这样简化了生产操作，减小了淬火变形，同时能够保证刀片热处理后的性能，包括硬度、耐磨性、红硬性。等刀片冷却到了室温，先将刀片在热水中清洗（水温需高于60℃），煮去盐渣，将刀片吊出热水槽。
对于一般的刀具，等沥干水，刀具基本上冷却到室温，下一步就可以进炉回火了。但该刀片是薄形件，刀片面积大，如果变形较大，回火后很难进行校正，将费时费力，还会大大增加生产成本，而且很有可能会校裂，刀片的质量也没有办法保证。随着该刀片需求量的增大，这样校正，根本满足不了生产的需要。
为此，专门设计出了该刀片用的回火夹具。等刀片的温度接近室温时即可将刀片装夹在回火夹具上，进炉回火。值得注意的是：第一次装夹不要夹得太紧，需要在回火加热到温后，再一次夹紧，但也不要完全夹紧，要在后面的回火过程中多次上夹。这样才能避免由于上夹力度过大，导致刀片出现裂纹（高速钢淬火后的硬度高、韧性差，脆性大）。
（3）刀片回火夹具的设计
回火夹具由螺杆、螺母和两块压板四个部分组成。该刀片回火时就装夹在两块压板之间，用专用扳手就可以夹紧或松开回火夹具。
图3刀片回火夹具
设计此类回火夹具时，应注意两个问题。一是压板的外圆大小要根据刀具的大小来确定，压板的外圆应比刀片大10~30mm，不能比刀片还小。否则，容易碰伤刀片，导致刀片崩齿。太大则不方便搬运。二是螺杆与刀片内孔的间隙要合适。间隙小了，刀片不容易装夹，间隙太大，刀片装夹不整齐，校正效果变差。一般螺杆与刀片内孔的间隙以1~2mm为宜。螺杆与压板的间隙以0.5~1mm为宜。
应用效果
（1）通过使用专用挂具垂直装挂刀片，避免了刀片相互粘结在一起，保证了刀片均匀加热和冷却，大大减小了该刀片的变形。另外，采用垂直装挂的方式也有利于减小刀片的变形。
（2）通过适当降低刀片的加热温度，能够较明显地减小刀片的变形。
（3）刀片高温加热后采用悬挂空冷的方法淬火，简化了热处理操作，降低了工人的劳动强度，同时也能够减小刀片的变形，能够获得分级淬火一样的热处理性能。一般厚度小于3mm的刀片采用悬挂空冷的方法淬火，厚度大于3mm的刀具还是采用分级淬火为宜。
（4）该高速钢刀片采用专用的回火夹具进行校正，可以大大提高校正的效率，同时可以很好地保证回火后刀片的热处理质量，而且刀片不容易出现裂纹。刀片回火后只要松开夹具即可，操作简单、方便，而且经过回火夹具校正的刀片的变形很小，可以保证该刀片回火后的变形≤0.15，效果很好。（作者：株洲南方航空工业有限公司潘明)
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