基體作為金剛石鋸片的載體，在整個(gè)金剛石鋸片制造過程中，無疑占有重要的地位。金剛石鋸片主要用來對(duì)大理石、花崗巖、瀝青和混凝土等進(jìn)行切割。要完成正常切割，基體必須有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)要有一定的韌性和剛度，綜合體現(xiàn)為要有足夠的硬度。在服役過程中基體要受到強(qiáng)烈的震動(dòng)、沖擊，由于切削部位(刀頭)比基體厚，工作時(shí)基體與被切割石材之間有一定的間隙，為了不使基體因震動(dòng)、沖擊而過早地造成強(qiáng)度或疲勞斷裂，基體必須有一定的塑韌性、較高的疲勞極限和彈性極限，以起到緩和沖擊、吸收震動(dòng)的作用。 
我公司根據(jù)基體使用要求與國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)基體的技術(shù)參數(shù)作如下規(guī)定：基體硬度38～42HRC，基體平面度要求0.05～0.15mm。就微觀組織而言，基體使用組織為回火托氏體，通過采用65Mn(28crMo)經(jīng)過淬火+中溫回火處理后可得到回火托氏體，以滿足使用性能要求。
1．基體熱處理技術(shù)特點(diǎn)和工藝現(xiàn)狀
基體淬火有個(gè)非常突出的特點(diǎn)，就是淬火變形量和開裂傾向大。由于基體是薄片件，面積大而厚度薄，其直徑從300～1200mm，而厚度一般只有2～4mm，這么大的薄片件淬火時(shí)的變形和開裂正是基體熱處理的難點(diǎn)。如何減少淬火變形和控制開裂，以滿足基體平面度和硬度的要求是基體熱處理的關(guān)鍵。
我公司基體選用材料為28crMo，基體熱處理一直沿用自由淬火+加壓回火的熱處理方式。在加壓回火中平面度與硬度是兩個(gè)相互矛盾的因素。為校正淬火變形，回火后達(dá)到平面度要求，勢(shì)必要提高回火溫度或增加回火次數(shù)，但較高的回火溫度和多次回火，必定使基體硬度下降，同時(shí)往往得不到需要的回火托氏體組織，而是回火索氏體。因而采用自由淬火+加壓回火工藝，很難達(dá)到基體平面度和硬度兩個(gè)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一，即使宏觀技術(shù)指標(biāo)能達(dá)到技術(shù)要求，但微觀金相組織往往是回火托氏體+回火索氏體，因而很難達(dá)到使用性能要求，往往造成產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，基體與切削部位匹配性差，致使鋸片早期失效。鑒于此，我們嘗試采用壓力淬火方式對(duì)基體進(jìn)行熱處理。
2．壓力淬火工藝的原理及應(yīng)用現(xiàn)狀
壓力淬火工藝的原理，即相變超塑性原理。相變超塑性是指金屬材料在低應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行相變時(shí)，材料的塑性會(huì)異常提高的現(xiàn)象。相變超塑性是包括熱處理轉(zhuǎn)變?cè)趦?nèi)的過程中具有普遍規(guī)律。鋼淬火時(shí)的馬氏體相變過程具有顯著的相變超塑性，一旦產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變，即貢獻(xiàn)出塑性。隨著外加應(yīng)力的增加馬氏體相變?cè)趹?yīng)力誘發(fā)下不斷進(jìn)行，相變塑性不斷增加。
基體淬火壓床
1.柴油支承釘 2.上壓平板 3.氣壓缸
4.集體 5.下壓平板
據(jù)資料顯示，現(xiàn)有的這種壓力淬火機(jī)床僅適合于大工件的加壓淬火，工件從保溫結(jié)束到裝上淬火機(jī)床，需花較長時(shí)間，并且易出現(xiàn)較深壓痕，不適宜做小件、薄件的淬火工藝。為此我們對(duì)該種壓力淬火機(jī)床進(jìn)行了改造。上圖為基體淬火壓床的簡圖。該機(jī)構(gòu)設(shè)有上下壓板，下壓板固定，上壓板為動(dòng)壓板，在加壓平面上沿同心圓布置206個(gè)噴油嘴支撐釘，以點(diǎn)接觸壓緊基體，并用噴油冷卻鋸片。為防止氧化皮與石墨粒子堵塞油孔，將壓縮空氣管路與油路相連，以便清理噴油孔。該機(jī)壓力為20kN，適用于處理直徑≤600mm、厚2.0～4.Omm的圓鋸片。
3．試驗(yàn)過程及結(jié)果
以Φ400mm×2.4mm規(guī)格的基體進(jìn)行說明。其技術(shù)要求：平面度≤0.10mm，熱處理硬度38～42HRC。分別采用自由淬火與壓力淬火兩種熱處理工藝進(jìn)行熱處理，每組20片(見下表)。
兩種熱處理工藝試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 壓力淬火 | 自由淬火 |
淬火 硬度 HRC | 46.5，47，48 47，47.5，48 47，48，47.5 48，47，48 47，47.5，48 46.5，47，48 47，46.5 | 45，46，46.5； 44，46.5，46； 45，46，46.5； 44，46.5，46； 44.5，45，46； 45，46，46.5； 44.5，46 |
淬火 后平 面度 /mm | 0.12，0.12，0.11 0.13，0.15，0.12 0.15，0.10，0.15 0.11，0.12，0.12 0.12，0.15，0.12 0.20，0.15，0.10 | 1.5，1.7，1.6， 1.8，2.0，1.3， 1.8，2.2，2.0， 1.2，1.7，1.6， 1.2，1.5，1.6， 1.1，1.3，1.2 |
回火 硬度 HRC | 40.5，4l，42 4l，41.5，42 41，42，41.5 42，41，42 41，41.5，42 40.5，41，42 41，40.5 | 39，40，40.5； 38，40.5，40； 39，40，40.5； 38，40，40； 38.5，39，40； 39，40，40.5； 38.5，40 |
回火 后平 面度 /mm | 0.05，0.06，0.05， 0.06，0.07，0.06， 0.08，0.07，0.10， 0.05，0.06，0.07， 0.05，0.05，0.06， 0.05，0.06，0.07， | 0.12，0.12，0.15， 0.11，0.13，0.12， 0.15，0.15，0.20， 0.12，0.12，0.12， 0.15，0.12，0.20， 0.15，0.15，0.12 |
自由淬火生產(chǎn)條件和過程：把20片基體分別用淬火鉤鉤住中心孔，吊裝在流態(tài)粒子爐中加熱7min，出粒子爐，用淬火鉗夾住基體垂直淬入油中8～lOS，然后放進(jìn)壓平機(jī)壓平(熱校正)1～2min；從壓平機(jī)上取出裝入回火夾具，每100片裝一軸，用回火加壓支架壓緊，用螺絲擰緊，裝入回火爐中430℃回火4h，出爐空冷，打開工裝。對(duì)基體淬火、回火后的平面度與硬度進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見附表。
壓力淬火生產(chǎn)條件和過程：把20片基體分州用淬火鉤鉤住中心孔，吊裝在流態(tài)粒子爐中加熱7min，出粒子爐；用淬火鉗夾住基體，迅速平放在淬火壓床的下壓板上，啟動(dòng)氣缸按鈕，噴油冷卻18s；從淬火壓床取出裝入回火夾具，每100片裝一軸，用回火加壓支架壓緊，用螺絲擰緊，放入相同的回火爐中430℃回火4h，出爐空冷至室湍，打開工裝。對(duì)基體淬火、回火后的平面度與硬度進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見附表。
各取2片基體，分別取樣塒金相紺織進(jìn)行觀察，壓力淬火與自由淬火回火組織皆為：回火托氏體。
4．分析及結(jié)論
從上面試驗(yàn)結(jié)果不難看出：
基體壓力淬火后硬度均值47.5HRC，平面度≤0.20mm；自由淬火硬度均值45.5HRC，平面度≥1mm。壓力淬火后的變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于自由淬火后的變形量，壓力淬火很好地控制了薄片件淬火時(shí)的熱處理變形。
壓力淬火回火后的平面度≤0.10mm，達(dá)到了基體圖樣設(shè)計(jì)要求，而自由淬火回火后的平面度0.11～0.20mm．需后續(xù)工序(精校平)，加以校正。
壓力淬火后的硬度均值較自由淬火的硬度均值偏高2HRC。在相同的回火條件下，基體壓力淬火經(jīng)回火后硬度均值為41.3HRC，基體自由淬火經(jīng)回火后硬度均值為39.5HRC，壓力淬火回火后硬度均值較自由淬火經(jīng)回火后硬度均值偏高約2HRC。從而使壓力淬火后的基體可以將回火溫度提高近20℃成為可能，保證基體更高的平面度要求。
將這36片基體經(jīng)多道工序加工成成型基體，并用光焊接上切削部位(刀頭)，發(fā)往美國市場，進(jìn)行實(shí)地切割瀝青，發(fā)現(xiàn)壓力淬火后的鋸片切割的穩(wěn)定性、抗沖擊性、抗疲勞等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于自由淬火的鋸片。
