专利名称：中碳钢刀具的新型热处理方法
该发明涉及金属材料的激光热处理技术领域。
目前印刷、包装行业用的钢线刀和制鞋业用的各类刀模均是以中碳钢为材料，用淬火回火的方法进行热处理而得，即先将带钢送入温度为840℃-850℃的加热炉奥氏体化，然后用通水冷却的生铁板淬冷并压平，再送入回火炉回火，控制回火温度可得到三种硬度规格的产品(1)软刀，硬度为HRC28-32，(2)中硬刀，硬度为HRC38-42，(3)硬刀，硬度为HRC46。硬刀使用效果较好，但韧性不够，弯折90°会开裂，软刀虽能弯折，但由于硬度低，使用效果不佳，寿命较低，中硬刀介于两者之间，但使用寿命和弯折性能仍不能满足工业生产中迫切需要，严重妨碍了印刷、包装行业和制鞋业的技术进步和产品的更新换代，并且直接影响了我国的出口创汇。
该发明就是为了解决上述问题而提供的对以中碳钢为材料的刀具或刀模进行新的热处理方法。
该发明的实质是对刀具或刀模的基体在回火索氏体的基础上再对刃口进行激光相变硬化处理，结果很好地解决了刀具和刀模的韧性和硬度不可兼得的问题。
该发明的优点是方法简单、操作方便、成本低廉，经该新方法处理过的刀具或刀模性能良好，它不仅有很好的韧性，弯折90°没有裂纹，刃口也有足够的硬度，使用寿命比原来提高一倍以上，大大地扩展了各种刀具和各类刀模的使用范围，增加了相应产品的品种，对促进印刷、包装行业和制鞋业的技术进步和产品更新换代有着不可低估的重要意义，也为我国出口创汇作出卓有成效的贡献。
图1为该发明的工艺流程图。
其中1、中碳带钢。
2、回火索氏体基体的带钢。
3、在刀刃上涂料。
4、刀刃进行激光相变硬化处理。
5、清洗，上防锈油、包装。
工艺流程过程是首先用含碳量为0.35%-0.50%的中碳带钢送进温度为840℃-850℃的加热炉加热1分钟，然后用通水冷却的生铁板淬冷并压平，再送入温度为560℃的回火炉回火2分钟，使带钢基体成为回火索氏体，这时刀的基体有很好的韧性，然后在刀的刃口涂上吸收CO2激光的涂料，再后用CO2激光器发射的激光束对着刀的刃口照射，进行相变硬化处理。该激光束的入射功率密度为2-3×103W/cm2，照射时间为0.05s-0.2s，并且经过宽带扩束处理，光束照射宽度为10mm-15mm，刀在激光束照射的宽度内以5-20mm/s的速度作匀速直线移动，为防止非刃口部位的加热和确保刃口的正确奥氏体化，入射激光束的夹角保持在与刀的宽度方向成0°±5°，与刀的长度方向成90°±5°，与刀的厚度方面成90°±5°的范围之内。刀刃经过相变硬化处理以后，成为隐晶混合型马氏体，因此刀具具有良好的性能(1)刃口硬度为HRC53-57，(2)刃口硬化层深为0.20-0.25mm，(3)静弯曲90°无裂纹出现，(4)激光热处理对刀刃口表面光洁度无影响，(5)使用寿命比原来提高一倍以上。最后清洗刀上涂料，上好防锈油，包装即完。
实施例以印刷、包装行业用的钢线刀为例。
先将成卷的40A或50A带钢用通常的方法对它进行淬火回火热处理，送入温度为840℃-850℃的加热炉加热1分钟，冷却后送入温度为560℃的回火炉回火2分钟，使带钢基体为回火索氏体，然后开刃，再后将成卷或成把的回火索氏体基体的钢线刀用可控硅调速及齿轮传动的夹持装置夹持，使刀刃朝上，并以5-20mm/s的速度作匀速直线移动，在移动过程中，首先通过简单的漏斗装置对刀刃涂上特制的吸收CO2激光的涂料，然后由CO2激光器发射的激光束对着刀刃照射，该激光束的入射功率密度为2-3×103W/cm2，光束照射时间为0.05s-0.2s，光束宽度为10mm-15mm，为防止非刃口部位的加热和保证刃口的正确奥氏体化，入射激光束与钢线刀的夹角保持在与刀的宽度方向成0°±5°，与刀的长度方向成90°±5°，与刀的厚度方向成90°±5°的范围之内，刀刃经过相变硬化热处理后，清洗刀上涂料，上防锈油，最后包装即成。
权利要求
1.一种中碳钢刀具的热处理方法，首先用通常的淬火回火法热处理，在840℃-850℃的加热炉中淬火1分钟，冷却后在560℃的回火炉中回火2分钟，使刀的基体为回火索氏体，其特征在于再将回火索氏体基体的刀的刃口用CO2激光束进行相变硬化处理。
2.根据权利要求1所述的激光束，其特征在于激光束的入射功率密度为2-3×103W/cm2;光束照射时间为0.05s-0.2s;光束宽度为10mm-15mm。
3.根据权利要求1所述的激光相变硬化处理，其特征在于刀刃朝上，并以5-20mm/s的速度在激光束照射的宽度范围内作匀速直线移动。
4.根据权利要求1所述的激光相变硬化处理，其特征在于入射激光束与刀的夹角保持在与刀的宽度方向成0°±5°;与刀的长度方向成90°±5°;与刀的厚度方向成90°±5°的范围之内。
全文摘要
该发明涉及金属材料的激光热处理技术领域。该发明用CO该发明方法简单，操作方便，成本低廉，对印刷、包装业和制鞋业的发展有着不可低估的重要意义。
文档编号C21D1/09GK1062003SQ91107510
公开日1992年6月17日 申请日期1991年10月21日 优先权日1991年10月21日
发明者俞少罗, 张光钧, 戴建强, 奚文龙, 王维荣, 朱祖昌, 陈木兰 申请人:上海工程技术大学