直柄麻花钻的轧沟磨背工艺

目前，直柄麻花钻的成形国内普遍采用轧制工艺。该工艺的最大优点是生产效率高，能充分利用原材料；加工出的钻头坯体内部组织具有纤维连续性，且晶粒细化，碳化物分布均匀，红硬性高。但轧制工艺也有着明显的缺陷，即钻头坯体极易轧裂。以我厂生产为例，在通常情况下，直柄麻花钻的轧裂率为5%～10%，有时高达20%～40%，每年仅因钻头轧裂就使企业损失数十万元。尤其在当前高速钢材料价格较昂贵的情况下，解决钻头轧裂问题，降低轧裂率，将使企业获得更大的经济效益。

1 轧沟磨背工艺的提出

导致钻头轧裂的因素很多，针对不同轧裂原因，可采取不同的方法降低轧裂率。但已有的方法效果均不理想，不能从根本上解决轧裂问题。通过观察发现，98%以上轧裂钻头的裂纹均出现在刃带与刃沟的交汇处。由此看来，裂纹的产生与刃带的形成直接相关。普通的轧制工艺是在四辊轧机上同时轧出钻头的刃沟、刃背和刃带，即轧沟与轧背同步。针对这一特点，我们提出刃沟和刃带分别成形的工艺方案，即先在四辊轧机上轧出钻头的刃沟，然后在专用磨床上磨出钻头的刃背外圆(刃带也同时形成)。这就是本文拟介绍的轧沟磨背工艺，其主要工艺路线为：轧沟→通磨外圆→切尖倒棱→热处理→通磨外圆→精磨外圆→磨背→磨钻尖。

2 轧沟磨背工艺原理

采用轧沟磨背工艺轧沟时，可仍采用原有四辊轧机，只是两个刃背扇形板的截形有所变化，即没有刃带槽。此时，两个刃背扇形板的作用只是固定钻头截形，调整刃背充起量。两种轧制工艺的四辊轧机孔型示意如下图。由图可见，采用轧沟磨背工艺时，由于刃背扇形板不存在刃带槽，钻头截形简单，因此避免了刃带处裂纹的产生。

(a)轧沟轧背 (b)轧沟磨背
1.刃沟扇形板 2.刃背扇形板

引起裂纹的原因如下：轧沟轧背时，由于不同规格的钻头刃带尺寸各不相同，因此刃背扇形板上刃带槽的宽度和深度也不同，通常宽度为0.45～0.95mm,深度为0.55～1.15mm。进行热轧时，钻头坯件在扇形板的滚压作用下，加热到临近熔化状态沿轧机孔型流动、延伸，流入刃带槽内的金属便形成钻头刃带。但狭窄的刃带槽使金属不易顺利流动，因而容易产生刃带缺陷。特别是当坯体冷却时，窄而高的刃带处于钻头坯体的边缘，冷却速度最快，易产生应力集中。由于受材料、加热温度、时间和速度、扇形板加工精度等的影响，极易在刃带处产生裂纹。而采用轧沟磨背工艺轧沟时，轧机孔型简单， 结构合理，符合金属流动特性，因此可避免上述现象的发生；同时由于刃带单独成形，也极大地降低了四辊轧机的调整难度，提高了钻芯对称度(麻花钻重要检查项目之一)的精度。

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