高速钢刀具热处理腐蚀原因和预防措施

；一测试与分析一高速钢刀具热处理腐蚀原因和预防措施任国进，陈顺民，祝新发，许辉上海工具厂有限公司，上海200093摘要高速钢刀具在盐浴热处理过程中，往往会由于盐中含有杂质、潮湿空气、热处理操作等原因而发生腐蚀。严格按标准控制原盐的纯净度，定时对淬火加热盐浴进行脱氧和捞渣，取消酸洗或控制酸洗时间，对淬火后的刀具严格清洗和及时回火，缩短热处理生产周期等，能有效防止高速钢刀具在热处理过程中发生腐蚀。关键词高速钢；腐蚀盐浴中图分类号TG1622文献标识码B文章编号1008169020L402008204CORROSIONANDPRECAUTIONSFORHIGHSPEEDSTEELCUTTERDURINHEATTREATMENTRENGUOJIN，CHENSHUNMIN，ZHUXINFA，XUHUISHANGHAITOOLWORKSCO，LTD，SHANGHAI200093，CHINAABSTRACTTHECORROSIONOFHIGHSPEEDSTEELCUTTERSOCCURSFREQUENTLYDURINGSALTBATHHEATTREATMENTOWINGTOTHEINCLUSIONSINSALT，MOISTAIR，HEATTREATMENTOPERATIONANDOTHERCAUSESTOPREVENTTHEHIGHSPEEDSTEELCUTTERSFROMCORROSIONDURINGHEATTREATMENT，THEFOLLOWINGPRECAUTIONSAREADOPTEDSTRICTCONTROLOFRAWSALTPURITYACCORDINGTOTHERELATEDSTANDARD，REGULARDEOXIDIZATIONFOLLOWEDBYSLAGREMOVALOFSALTBATHFORHEATINGFORHARDENING，ELIMINATIONOFPICKLINGSEQUENCEORDECREASEINPICKLINGDURATION，COMPARATIVELYSTRICTCLEANINGANDPROMPTTEMPERINGOFCUTTERSAFTERHARDENING，DECREASEINHEATTREATMENTCYCLE，ETCKEYWORDSHSS；CORROSION；SALTBATH高速钢刀具在盐浴热处理过程中，由于盐浴中反应式J的杂质、环境潮湿空气等及操作等因素的影响，FE工件NASOFEO腐蚀产物NAS0往往会产生腐蚀，即表面出现针孔状或斑块状凹坑，2FE2NASO2FES腐蚀产物30T通常称之为麻点。腐蚀严重时会降低刀具的精度和2NA2O。因CACO3墅CAO4CO2T此，在热处理过程中应特别注意防止刀具腐蚀。1产生腐蚀的原因NA2CCO。3三罢C。F从目前的热处理设备、工艺条件和操作环境进此外氯化钡盐常含有结晶水BAC12HO，行分析，高速钢刀具产生腐蚀麻点的原因大致如下。当炉内添加新盐时，会促使盐浴中氧化物增加，导致11加热介质工件产生腐蚀，其主要反应国内不少企业高速钢刀具仍采用盐浴炉热处BAC12H20B0HCLHC1T理，加热介质都是氯化钡。氯化钡盐由于纯度不同，一、一、。往往含有硫酸盐、碳酸盐、硫化物、氧化物等杂质，部BAOHC1BA0HC1F分杂质在熔融状态下与钢铁反应使刀具产生腐蚀。FE工件2HC1FEC1腐蚀产物H收稿日期20121019作者简介任国进1970一，男，江苏海安人，硕士研究生，主要从事材料工程技术研究3作。联系电话0216538125382热处理2014年第29卷第2期12盐浴中氧化物盐浴在使用过程中，将有空气中的氧溶入，带锈的工件进人盐浴加热时氧化层的分解，以及加热时电极自身的熔化，均使盐浴中的氧化物含量逐渐增加，如不及时脱氧，不但会使刀具在淬火加热时表面脱碳，而且会使工件氧化腐蚀。其反应式为1FE工件0一FEO腐蚀产物13挥发性气体及氧化性气体盐浴在热处理过程中不断挥发出HC1等腐蚀性气体，尤其是在接近盐面的上方浓度相当高，局部加热的工件在中温预热HEWN温度过高，时问过长，则在加热线部位上方会被氧化性气体和HC1气体腐蚀，产生加热线麻点。高温加热时，工件温度高，表面氧化更为剧烈，腐蚀更为严重。14冷却介质当用含有氯化钙或氯化镁盐类的盐浴作分级冷却介质时，如残盐未清洗干净，回火时将产生腐蚀。此外，带有氯化镁或氯化钙盐的淬火工件在室温搁置时间过长也会引起腐蚀。其反应式为MGC12H2OMGOHC1HC1TMGOHC1H20一MGOH2HC1FMGOH2一MGOH2015操作1在高速钢刀具分级淬火时，如果工件进入硝盐分级炉的温度较高，工件接触到的硝盐会立即分解或燃烧，产生N0及N0气体与原子氧，强烈地腐蚀工件。反应式2NANON0N，0F2KNO0N，0N，0N，50N20堡N，3OFE工件0一FE0腐蚀产物2酸洗引起工件腐蚀。接柄刀具在热处理过程中进行酸洗，且酸洗时间较长，则会引起焊缝处腐蚀，使焊缝深凹或碳钢部分直径明显变细。3工件清洗不净，引起回火腐蚀。高速钢工件淬火后，一般冷至室温经清洗后回火。如氯化盐未清洗干净，或者淬火、回火工件在同一槽内清洗，残留氯化盐附着在工件上，硝盐回火时将产生电化学腐蚀。如在箱式空气炉中回火，氯化盐对工件也将产生腐蚀。4淬火工装反复使用，如工装夹具沾上的硝盐未清洗干净，硝盐随着工装夹具进入预热炉或高温炉，会因硝盐燃烧分解而对工件产生腐蚀。16硝盐回火1回火硝盐内氯离子含量过高引起腐蚀。高速钢工件常采用硝盐炉回火，如炉内氯离子含量超过1或炉渣过多，工件在回火过程中极易腐蚀。2高温回火引起腐蚀。高速钢刀具根据技术要求采用高温回火时，或常规回火过程中控温仪表或设备发生故障，导致超温，催化了硝盐的分解，促使工件受到强烈腐蚀。3硝盐炉内氢氧化钠含量过高引起腐蚀。硝盐回火炉常加入24的氢氧化钠以减少对工件的氧化。如果氢氧化钠含量远超过4，刀具材料为W18CR4V钢，则高温高于580回火会使刀具发生腐蚀，表面形成厚厚的氧化疏松层约几毫米，用酚酞指示剂滴定时显碱性。腐蚀反应式NANO里NANO，0FE工件0一FEO3FENANO25NAOH3NA2FEO2NH3H206NA2FEO2NANO25H203NA2FE204NH37NAOHNA2FE204十MH20FE203RN一1H20氧化疏松层2NAOH4硝盐内杂质引起腐蚀。作为热处理回火用的硝盐应符合有关技术条件的要求，如硝盐内杂质含量超标，使用前不加检验，或采用质量较差的农用硝盐，工件在回火过程中将产生腐蚀。17刀具材质为节省高速钢，一些刀具的柄部常采用45钢或40CR钢，制成接柄刀具。这些接柄刀具在回火时由于材料不同存在接触电位差，容易引起电偶腐蚀，在交界处形成较深的腐蚀缝。18生产周期如果高速钢刀具生产周期过长，淬火后搁置时间太久，则附着的残留氯化盐以及热处理车问的酸性气氛会引起刀具腐蚀。某厂曾发生这种现象，因回火炉能力不足，来不及回火，停留几天未回火的直柄麻花钻产生了腐蚀麻点。尤其是节假日期间如不热处理2014年第29卷第2期83注意防锈，腐蚀的几率就会增加。19环境南方的黄梅季节空气潮湿，气温较高，工件极易锈蚀。工件淬火后附着的氯化盐和硝盐吸湿潮解，在适宜的气温条件下，加速了对工件的腐蚀。2防止刀具热处理腐蚀的措施21按热处理用盐技术要求进行验收热处理用盐有严格的技术要求，在行业标准JBT92021999中有具体的规定，见表1。表1热处理用盐技术要求TABLE1SPECIFICATIONSFORSALTSUSEDINHEATTREATMENT对采购的热处理用盐必须进行化学分析，验收不22定时脱氧合格的盐类禁止使用，才能减少或防止刀具的腐蚀。使用有效的脱氧剂或综合使用几种脱氧剂定时84热处理2014年第29卷第2期脱氧，可使氧化物还原或形成复合化合物沉淀于炉底，然后捞渣去除。脱氧剂成分既要考虑到脱氧的速效性又要考虑到脱氧的持久性，使刀具在盐浴中能保持良好的加热条件，减少工件的腐蚀。23规定产品的热处理生产周期缩短产品在热处理各工序的流转时间和在热处理酸性气氛环境中停留和盐类附着的时间，既是一种防止刀具腐蚀的有效又经济的手段，又能提高热处理的生产效率。24制定热处理操作过程中的防腐蚀措施1局部加热的刀具在高温加热时，加热部位上端先浸入盐浴数秒立即提起，使刀具表面形成一层熔盐保护层，同时加热过程中逐步增加加热深度，变换加热线位置以减少加热时氧化性气体对盐面上部工件的腐蚀。2禁止工件高温加热后直接进入硝盐分级冷却；对大型刀具进行多次分段冷却；进入硝盐后要上下运动，防止接触部分的硝盐局部高温产生燃烧分解引起腐蚀。3接柄刀具热处理过程中取消酸洗。必须酸洗时，应尽量缩短浸酸时间，并在浸酸后立即用清水漂洗干净。4规定淬火后的工件在沸水槽中的煮洗时间、漂洗程序及工作班换水的次数，对即将回火的工件进行清洗洁净度的检查，以确保不使氯化盐带入硝盐回火炉。5禁止淬火工件与回火工件在同一个槽内清洗，避免氯化盐大量带人硝盐炉，或者工装上的硝盐带人预热炉，造成工件腐蚀。6对需要高温回火的工件增加一次酸洗，或进行多次清洗，必要时加喷砂清理后回火，并确保硝盐回火炉内的氯离子含量低于L，氢氧化钠含量3，以防止工件高温回火腐蚀。7加强对盐浴的管理。预热炉、加热炉及硝盐回火炉应定时捞渣，严格控制和定期检测高温盐浴和中温盐浴的氧化物含量。硝盐回火炉氯离子含量应低于1，氢氧化钠含量保持在24。几种盐浴的技术要求见表2。表2几种高速钢热处理盐浴的技术条件TABLE2SPECIFICATIONSFORSOMESALTBATHSUSEDINHEATTREATMENTOFHIGHSPEEDSTEE含有结晶水的氯化钡盐烘干后使用，禁止用含碘的氯化钠盐作中温盐。对硫酸盐含量超标的氯化钠盐，在缺乏提纯条件时，应在中温盐浴炉内加入适量的木炭以减少硫酸盐对工件的侵蚀。25其他防腐蚀措施1南方黄梅季节应特别注意防腐蚀，要加强对回火前后工件的清洗，确保工件表面不带残盐，尽量缩短生产周期，做好盐浴的脱氧捞渣工作，同时采取多种防护措施，以减少环境对工件的腐蚀。2接柄刀具第一次回火采用370OC硝盐回火，能减少材料焊缝处的电化学腐蚀。高速钢接柄刀具淬火后取消酸洗。进行多次分级等温也可有效地防止腐蚀。3节假日期间应把防锈工作放在第一位，特别要做好清洗与清理工作。凡是已回火的工件必须清洗后存放，未回火的工件，回火两次后冷透，经清洗存放，必要时还应上油保护。对热处理已结束的工件，应喷砂处理后防锈保存。3结束语受各种因素的影响，高速钢刀具在热处理过程中常发生腐蚀问题，如何防止刀具的腐蚀对