剃齒刀是直齒和斜齒漸開線圓柱齒輪的一種精加工刀具。剃齒時(shí)，剃齒刀的切削刃沿工件齒面剃下一層薄金屬，可以有效的提高被剃齒輪的精度和齒面質(zhì)量；并且加工效率高，刀具壽命長(zhǎng)，大批量生產(chǎn)中等精度圓柱齒輪時(shí)應(yīng)用最廣泛的一種加工刀具。

1.剃齒刀試件的選取及外觀檢驗(yàn)

從客戶處要回的失效剃齒刀中隨機(jī)抽取了4件，檢測(cè)情況如表1～表4所示。

表1  失效刀具崩刃情況對(duì)比

表2  剃齒刀試件化學(xué)成分分析

表3  剃齒刀試件硬度檢測(cè)表(用HR-150A型洛氏硬度計(jì)檢測(cè))

表4  剃齒刀試件顯微硬度檢測(cè)表（用恒一F-700型維氏顯微硬度計(jì)檢測(cè)）

2.剃齒刀試件金相組織檢測(cè)

檢測(cè)情況如圖1和圖2所示。檢測(cè)情況匯總?cè)绫?所示。

表5 檢測(cè)情況匯總

3.碳化物堆積與偏析情況分析及應(yīng)對(duì)措施

高速鋼的鑄態(tài)組織往往由魚骨狀Ld，中心黑色的δ共析以及白亮的M+г，組成。高速鋼鑄態(tài)組織中的碳化物分布是極不均勻的。特別是存在著魚骨狀的萊氏體，是影響高速鋼工藝性能和使用性能的關(guān)鍵因素。高速鋼中的共晶碳化物（即一次碳化物）和部分從奧氏體中析出的碳化物（即二次碳化物）即使加熱到很高的溫度也不會(huì)發(fā)生溶解。只能靠軋制和鍛造來(lái)改變其形狀和分布。而這種碳化物的形狀，尺寸和分布情況，對(duì)高速鋼刀具的性能和使用壽命有很大影響。當(dāng)碳化物呈現(xiàn)大顆粒或者大堆積狀態(tài)時(shí)，刀具容易出現(xiàn)崩刃和折斷。在相同的加熱條件下，碳化物集中的地方合金元素聚集，造成局部熔點(diǎn)降低。容易出現(xiàn)局部位置過(guò)熱或者過(guò)燒，同時(shí)碳化物和合金元素聚集的地方由于過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定。降低了局部位置的Ms點(diǎn)，使得在同一刀具的不同局部的組織轉(zhuǎn)變出現(xiàn)了有先有后的順序，增大了組織應(yīng)力使得開裂傾向增大。必須通過(guò)軋制和鍛造將粗大的聚集態(tài)共晶碳化物打碎使其均勻分布，才能改善其性能。

高速鋼鋼錠通過(guò)軋制成為鋼材時(shí)由于變形程度的不同碳化物的破碎程度和分布情況也不相同，碳化物尺寸越大其偏析程度也越高。因此對(duì)于尺寸比較大的要求碳化物均勻性比較高的刀具，僅僅通過(guò)熱軋是不能滿足要求的。則對(duì)于高速鋼的改鍛勢(shì)在必行。必須多次反復(fù)鐓粗拔長(zhǎng)才可以使碳化物破碎成均勻細(xì)小的孤立顆粒。

鍛造的設(shè)備噸位偏小時(shí)，鍛打力量不能夠傳遞到中心，致使中心部位的碳化物不能被擊碎，偏析程度不能夠得到改善。而當(dāng)鍛造設(shè)備噸位過(guò)大，鍛打力度偏大時(shí)候又容易出現(xiàn)鍛造裂紋。在鍛造比小于16時(shí)，隨著鍛造比的增大其碳化物偏析的級(jí)別迅速下降，一般取10左右為最好。適用于制造簡(jiǎn)單薄餅形狀刀具的改鍛方法為單向鐓粗法，可在鋼材的碳化物偏析級(jí)別和鍛件要求的碳化物偏析級(jí)別接近時(shí)采用，毛坯長(zhǎng)徑比一般小于3。單向反復(fù)鐓拔不會(huì)使材料中心的金屬流到外層來(lái)。可保證表層金屬碳化物分布比較細(xì)小均勻，適用于鍛打這種切削刃齒在圓周表面的刀具。

4.鹽浴脫氧質(zhì)量分析及措施

可以看出1#試樣和4#試樣的刃齒表層硬度低于切削齒中部硬度和心部硬度，有表層脫碳的可能性存在。根據(jù)表4的硬度檢測(cè)情況看刃齒從最表層到內(nèi)層顯微硬度明顯不均勻，這和高速鋼冶煉過(guò)程中的材質(zhì)偏析和碳化物偏析以及堆積程度有關(guān)；圖1和圖2的金相檢測(cè)結(jié)果也驗(yàn)證了該點(diǎn)。表4的檢測(cè)結(jié)果中1#試樣和4#試樣的刃齒表層硬度沒有低于切削齒心部硬度，與表3的結(jié)果不能很好吻合，這可能和維氏硬度到洛氏硬度的換算值與直接用洛氏硬度計(jì)的測(cè)量值之間存在誤差有關(guān)。

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