一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，屬于機械刀片制備方法【技術領域】。其步驟為：1）將模具殼升溫至300～500℃；2）將主體刃鋼的表面涂覆涂料，涂覆涂料后放置24～48小時；3）將處理后的主體刃鋼進行升溫，主體刃鋼的溫度達到800～1000℃時停止升溫；4）在電爐內熔融冶煉澆注刀體的熔融金屬；5）將主體刃鋼放置于模具殼中，并將主體刃鋼固定在模具殼內；6）將熔融金屬澆注入模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體，澆注刀體與主體刃鋼相結合組成鑲鋼刃具。本發(fā)明制備的澆注刀體與主體刃鋼之間結合力穩(wěn)定，只需要澆注一步成型，有效降低了鑲鋼機械刀片的生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械刀片制備方法【技術領域】，更具體地說，涉及一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002]機械刀片是造紙、印刷、木材及膠合板等行業(yè)的原材料及產(chǎn)品加工的切削刀具，主要以主體刃鋼鑲接在低碳鋼刀體上的鑲鋼刀片為主，因此，鑲鋼技術及其牢固度是刀片質量的關鍵之一。現(xiàn)行的鑲鋼工藝主要有無氧化熱軋鑲鋼和熱軋焊藥鑲鋼，前者的焊接牢固高，已成為發(fā)展方向。但是，高合金主體刃鋼熱軋鑲鋼必須在高于鋼的鍛軋溫度上進行，力口熱溫度達到1200°C?1240°C，始軋溫度為1140°C?1180°C，溫度往往超過主體刃鋼工藝規(guī)范，加熱溫度過高常會發(fā)生鋼面燒傷；此外，單道壓軋比大，動力消耗也大，不但會因主體刃鋼與低碳鋼刀體高溫塑性差別大，妨礙各道壓軋焊接的連續(xù)性，還會從帶狀缺陷產(chǎn)生內裂紋，是造成高合金主體刃鋼鑲鋼機械刀片廢品率過高的根源，已經(jīng)成為鑲鋼機械刀片生產(chǎn)的瓶頸。因此，研究新的方法生產(chǎn)鑲鋼機械刀片具有重要意義。
[0003]經(jīng)專利檢索，中國專利申請?zhí)?01110442974.1，申請日為2011年12月26日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:復合鋼錠澆鑄及一火軋制復合鋼材的方法，該申請案包括以下步驟:A、鋼芯的準備，根據(jù)復合鋼最終成品的要求，截取鋼材作為鋼芯，鋼芯經(jīng)磨削加工后在鋼芯上焊接定位裝置；B、澆鑄準備，將步驟A所得鋼芯定位在鋼模內，在將鋼芯放置進入鋼模前，用磨削或清潔設備對鋼芯表面再進行一次處理，徹底清除表面的殘余銹蝕及缺陷，保持光潔并露出金屬本色；C、澆鑄，鋼芯定位在鋼模內后，用本體鋼的鋼水進行澆鑄，澆鑄溫度控制在1600?1640°C，隨模冷卻4小時以上，脫模得到復合鋼錠；C、復合鋼錠的精整，復合鋼錠脫模后，除去殘余毛邊，并對表面有缺陷的部位用砂輪進行精整；D、一火軋制成材，將復合鋼錠直接熱軋成帶鋼或扁鋼，然后進行必要的后續(xù)處理，得到復合鋼材產(chǎn)品。該申請案中，鋼芯(即本發(fā)明的主體刃鋼)和本體鋼(即本發(fā)明的澆注刀體)雖然是通過澆鑄而成復合鋼錠，但是在澆鑄過程中鋼芯只是清除表面的殘余銹蝕及缺陷，鋼芯沒有做相關的處理，且鋼芯是常溫下與本體鋼的鋼水進行澆鑄的，所以澆鑄后仍需進行熱軋，該申請案的方法仍是停留在熱軋鑲鋼，其熱軋生產(chǎn)成本大，且鋼芯和本體鋼之間的結合力不強?，F(xiàn)有技術中，通過熱軋方法生產(chǎn)的鑲鋼機械刀片，由于其結合方式通過的是機械壓制，所以鋼芯和本體鋼之間的結合力均不強，且當鋼芯受到?jīng)_擊力之后，鋼芯會大塊掉落，導致整個鑲鋼機械刀片無法正常使用，這是限制鑲鋼機械刀片進一步推廣應用的技術難題。
[0004]目前已經(jīng)公開的專利申請?zhí)?01110322277.2，發(fā)明名稱為:機械刀片的超塑性無氧化焊接鑲鋼的方法；專利申請?zhí)?00710044514.7，發(fā)明名稱為:二層表面復合鋼的制造方法；專利申請?zhí)?2160697.8，發(fā)明名稱為:刀具復合澆鑄鋼錠及復合鋼材的制備方法。這三個技術方案都是想克服主體刃鋼和刀體結合力不穩(wěn)定的技術難題，但其制備方法均未脫離軋制工藝，其關鍵問題在于澆注過程的工藝控制不盡合理。
【發(fā)明內容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術問題
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中鑲鋼機械刀片的主體刃鋼和刀體結合力不穩(wěn)定，且鑲鋼機械刀片的生產(chǎn)成本較高的難題，本發(fā)明提供了一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，采用本發(fā)明的技術方案，澆注刀體與主體刃鋼之間的結合力大大加強，且有效控制了鑲鋼刃具的生產(chǎn)成本。
[0007]2.技術方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為:
[0009]本發(fā)明的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其步驟為:
[0010]步驟一、將模具殼進行升溫，升溫至300?500°C，該模具殼用于鑲鋼刃具的澆注成型；
[0011]步驟二、將主體刃鋼的表面涂覆特種涂料，涂料的厚度為2?3mm，涂覆涂料后放置24?48小時；
[0012]步驟三、將步驟二處理后的主體刃鋼進行升溫，升溫速率為50°C /min，主體刃鋼的溫度達到800?1000°C時停止升溫；
[0013]步驟四、在電爐內熔融冶煉澆注刀體的熔融金屬，出鋼溫度為1480?1550°C ；
[0014]步驟五、將步驟三中溫度達800?1000°C的主體刃鋼放置于步驟一溫度達300?500°C的模具殼中，并將主體刃鋼固定在模具殼內；
[0015]步驟六、將步驟四的熔融金屬澆注入步驟五的模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體，澆注刀體與主體刃鋼相結合組成鑲鋼刃具。
[0016]本發(fā)明的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，步驟六處理之后對鑲鋼刃具進行熱處理，其步驟如下:
[0017]步驟七、將鑲鋼刃具升溫至900°C并保溫30分鐘，之后隨爐冷卻至室溫，冷卻后進行機加工；
[0018]步驟八、將機加工之后的鑲鋼刃具升溫至1050°C，然后在淬火油中油淬至60?62 0C ；
[0019]步驟九、將淬火后的鑲鋼刃具進行回火處理。
[0020]本發(fā)明的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，步驟九中的回火處理過程如下:先將鑲鋼刃具以5°C /min的升溫速率升溫至520°C，之后隨爐冷卻至室溫；然后將鑲鋼刃具以IO0C /min的升溫速率升溫至510°C，之后隨爐冷卻至室溫；再將鑲鋼刃具以20°C /min的升溫速率升溫至515°C，之后隨爐冷卻至室溫。
[0021]3.有益效果
[0022]采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果:
[0023](I)本發(fā)明的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其澆注刀體的熔融金屬在1480?1550°C的溫度下澆注在800?1000°C的主體刃鋼上，且在主體刃鋼的表面涂覆特種涂料，使得本發(fā)明中的澆注刀體和主體刃鋼通過冶金結合的方式相結合，主體刃鋼表面的涂料保證了澆注結合過程的順利進行，從而使得澆注得到的澆注刀體與主體刃鋼之間結合力穩(wěn)定，本發(fā)明制備的鑲鋼機械刀片中主體刃鋼在受到較大沖擊力時，主體刃鋼不會大塊脫落，只是受沖擊力的位置局部受損，不影響整個鑲鋼機械刀片的正常使用，本發(fā)明制備的鑲鋼機械刀片剪切紙片的噸數(shù)為普通軋制成型刀片的2~3倍；
[0024](2)本發(fā)明的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其軋制結合的過程被徹底代替，本發(fā)明只需要澆注一步成型，降低了動力消耗，從而有效降低了鑲鋼機械刀片的生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明制備得到的鑲鋼機械刀片的剖面示意圖。
[0026]示意圖中的標號說明:1、澆注刀體；2、主體刃鋼。
【具體實施方式】
[0027]為進一步了解本發(fā)明的內容，結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0028]實施例1
[0029]結合圖1，本實施例的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其具體步驟為:
[0030]步驟一、將模具殼進行升溫，升溫至350°C，該模具殼用于鑲鋼刃具的澆注成型，其中模具殼的升溫速率為30°C /min。
[0031]步驟二、將主體刃鋼2的表面涂覆特種涂料，涂料的厚度為2.5mm，涂覆涂料后放置36小時晾干，其中:本實施例采用的特種涂料為西安儒億工貿有限公司生產(chǎn)的儒億科技ry-81023超高溫金屬防氧化涂料， 申請人:發(fā)現(xiàn)采用該涂料后，主體刃鋼2表面的防氧化效果好，能夠為主體刃鋼2和澆注刀體I之間的結合提供基礎，從而大大提高了主體刃鋼2和澆注刀體I之間的結合強度；本發(fā)明中主體刃鋼2的組分及其質量百分比如下:C:0.36~
0.42%,S1:0.90 ~1.1%、Μη:0.30 ~0.40%,Cr:4.85 ~5.30%、Mo:1.20 ~1.65%,V:0.90 ~
1.16%、W:1.90 ~2.10%、N1:0.80 ~0.94%,P S 0.03%、S S 0.03%,N:≤ 0.02%，其余為鐵和不可避免的雜質，具體在本實施例中主體刃鋼2的組分及其質量百分比如下:C:0.38%、Si:0.97%、Mn:0.35%、Cr:5.12%、Mo:1.45%、V:1.08%、W:2.00%、N1:0.84%、P:0.02%、S:0.024%、N:0.02%，其余為鐵和不可避免的雜質。
[0032]步驟三、將步驟二處理后的主體刃鋼2進行升溫，升溫速率為50°C /min,主體刃鋼2的溫度達到900°C時停止升溫。
[0033]步驟四、在電爐內熔融冶煉澆注刀體I的熔融金屬，出鋼溫度為1520°C，本發(fā)明中澆注刀體I的組分及其質量百分比如下:c 0.22%、Mn 1.4%、Si 0.35%，S:≤ 0.050%,P:≤0.045%，其余為鐵和不可避免的雜質，具體在本實施例中澆注刀體I的組分及其質量百分比如下:c:0.20%、Mn:1.2%、S1:0.31%, S:0.050%、P:0.038%，其余為鐵和不可避免的雜質,本實施例中澆注刀體I的組分、主體刃鋼2的組分以及主體刃鋼2表面涂覆的涂料對澆注刀體I和主體刃鋼2之間的結合作用均有影響， 申請人:經(jīng)理論和試驗總結發(fā)現(xiàn)，采用本實施例的技術手段時，獲得的澆注刀體I和主體刃鋼2之間的結合力最強，能夠徹底代替現(xiàn)有技術中軋制結合的生產(chǎn)方法。
[0034]步驟五、將步驟三中溫度達900°C的主體刃鋼2放置于步驟一溫度達350°C的模具殼中，并將主體刃鋼2固定在模具殼內。
[0035]步驟六、將步驟四的熔融金屬澆注入步驟五的模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體1，澆注刀體I與主體刃鋼2相結合組成鑲鋼刃具，其剖面的結構示意圖如圖1所示。[0036]步驟七、將鑲鋼刃具升溫至900°C并保溫30分鐘，之后隨爐冷卻至室溫，冷卻后進行機加工。
[0037]步驟八、將機加工之后的鑲鋼刃具升溫至1050°C，然后在淬火油中油淬至61°C。
[0038]步驟九、將淬火后的鑲鋼刃具進行回火處理，回火處理過程如下:先將鑲鋼刃具以50C /min的升溫速率升溫至520°C，之后隨爐冷卻至室溫；然后將鑲鋼刃具以10°C /min的升溫速率升溫至510°C，之后隨爐冷卻至室溫；再將鑲鋼刃具以20°C /min的升溫速率升溫至515°C，之后隨爐冷卻至室溫。本實施例中步驟七、八、九中的熱處理過程，對于進一步改善澆注刀體I與主體刃鋼2之間的結合力具有補充處理的作用， 申請人:發(fā)現(xiàn)如不采用本實施例的方式進行熱處理，整個鑲鋼機械刀片在接觸面的長度方向上結合力不均勻，即部分結合處的粘結力較好，部分結合處的粘結力仍存在問題，采用本實施例的熱處理工藝能夠解決上述問題。
[0039]實施例2
[0040]本實施例的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其具體步驟為:
[0041]步驟一、將模具殼進行升溫，升溫至300°C，該模具殼用于鑲鋼刃具的澆注成型；
[0042]步驟二、將主體刃鋼2的表面涂覆特種涂料，涂料的厚度為2_，涂覆涂料后放置24小時；
[0043]步驟三、將步驟二處理后的主體刃鋼2進行升溫，升溫速率為50°C /min,主體刃鋼2的溫度達到1000°C時停止升溫；
[0044]步驟四、在電爐內熔融冶煉澆注刀體I的熔融金屬，出鋼溫度為1550°C ；
[0045]步驟五、將步驟三中溫度達1000°C的主體刃鋼2放置于步驟一溫度達300°C的模具殼中，并將主體刃鋼2固定在模具殼內；
[0046]步驟六、將步驟四的熔融金屬澆注入步驟五的模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體I，澆注刀體I與主體刃鋼2相結合組成鑲鋼刃具；
[0047]步驟七、將鑲鋼刃具升溫至900°C并保溫30分鐘，之后隨爐冷卻至室溫，冷卻后進行機加工；
[0048]步驟八、將機加工之后的鑲鋼刃具升溫至1050°C，然后在淬火油中油淬至60°C ；
[0049]步驟九、將淬火后的鑲鋼刃具進行回火處理，回火處理過程如下:先將鑲鋼刃具以50C /min的升溫速率升溫至520°C，之后隨爐冷卻至室溫；然后將鑲鋼刃具以10°C /min的升溫速率升溫至510°C，之后隨爐冷卻至室溫；再將鑲鋼刃具以20°C /min的升溫速率升溫至515°C，之后隨爐冷卻至室溫。本實施例中各步驟的其它參數(shù)控制同實施例1。
[0050]實施例3
[0051]結合圖1，本實施例的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其具體步驟為:
[0052]步驟一、將模具殼進行升溫，升溫至500°C，該模具殼用于鑲鋼刃具的澆注成型；
[0053]步驟二、將主體刃鋼2的表面涂覆特種涂料，涂料的厚度為3_，涂覆涂料后放置48小時；
[0054]步驟三、將步驟二處理后的主體刃鋼2進行升溫，升溫速率為50°C /min,主體刃鋼2的溫度達到800°C時停止升溫；
[0055]步驟四、在電爐內熔融冶煉澆注刀體I的熔融金屬，出鋼溫度為1480°C ；
[0056]步驟五、將步驟三中溫度達800°C的主體刃鋼2放置于步驟一溫度達500°C的模具殼中，并將主體刃鋼2固定在模具殼內；
[0057]步驟六、將步驟四的熔融金屬澆注入步驟五的模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體I，澆注刀體I與主體刃鋼2相結合組成鑲鋼刃具；
[0058]步驟七、將鑲鋼刃具升溫至900°C并保溫30分鐘，之后隨爐冷卻至室溫，冷卻后進行機加工；
[0059]步驟八、將機加工之后的鑲鋼刃具升溫至1050°C，然后在淬火油中油淬至62°C ；
[0060]步驟九、將淬火后的鑲鋼刃具進行回火處理，回火處理過程如下:先將鑲鋼刃具以50C /min的升溫速率升溫至520°C，之后隨爐冷卻至室溫；然后將鑲鋼刃具以10°C /min的升溫速率升溫至510°C，之后隨爐冷卻至室溫；再將鑲鋼刃具以20°C /min的升溫速率升溫至515°C，之后隨爐冷卻至室溫。本實施例中各步驟的其它參數(shù)控制同實施例1。
[0061]實施例1?3中的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，澆注刀體I與主體刃鋼2通過一次澆注結合的方式得到鑲鋼機械刀片，澆注刀體I與主體刃鋼2之間的結合不是通過軋制的機械壓制方式予以實現(xiàn)的，而是通過澆注刀體I的熔融金屬與一定溫度的主體刃鋼2直接冶金熔融結合，通過其生產(chǎn)過程中各步驟的工藝控制，尤其是澆注刀體I的組分、主體刃鋼2的組分以及主體刃鋼2表面涂覆的涂料的配合，使得本發(fā)明制備的鑲鋼機械刀片結合力強度好。此外，通過本發(fā)明的熱處理之后，本發(fā)明制備的鑲鋼機械刀片結合力均勻一致，當主體刃鋼2受到較大沖擊力時，主體刃鋼2不會大塊脫落，只是受沖擊力的位置局部受損，不影響整個鑲鋼機械刀片的正常使用，從而大大降低了鑲鋼機械刀片的生產(chǎn)成本。
[0062]以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其特征在于，其步驟為: 步驟一、將模具殼進行升溫，升溫至300?500°C，該模具殼用于鑲鋼刃具的澆注成型； 步驟二、將主體刃鋼(2)的表面涂覆特種涂料，涂料的厚度為2?3_，涂覆涂料后放置24?48小時； 步驟三、將步驟二處理后的主體刃鋼(2)進行升溫，升溫速率為50°C /min，主體刃鋼(2)的溫度達到800?1000°C時停止升溫； 步驟四、在電爐內熔融冶煉澆注刀體(I)的熔融金屬，出鋼溫度為1480?1550°C ； 步驟五、將步驟三中溫度達800?1000°C的主體刃鋼(2)放置于步驟一溫度達300?500°C的模具殼中，并將主體刃鋼(2)固定在模具殼內； 步驟六、將步驟四的熔融金屬澆注入步驟五的模具殼中，熔融金屬在模具殼中形成澆注刀體(1)，澆注刀體(I)與主體刃鋼(2)相結合組成鑲鋼刃具。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟六處理之后對鑲鋼刃具進行熱處理，其步驟如下: 步驟七、將鑲鋼刃具升溫至900°C并保溫30分鐘，之后隨爐冷卻至室溫，冷卻后進行機加工； 步驟八、將機加工之后的鑲鋼刃具升溫至1050°C，然后在淬火油中油淬至60?62°C ； 步驟九、將淬火后的鑲鋼刃具進行回火處理。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種鑲鋼刃具冶金結合的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟九中的回火處理過程如下:先將鑲鋼刃具以5°C /min的升溫速率升溫至520°C，之后隨爐冷卻至室溫；然后將鑲鋼刃具以10°C /min的升溫速率升溫至510°C，之后隨爐冷卻至室溫；再將鑲鋼刃具以20°C /min的升溫速率升溫至515°C，之后隨爐冷卻至室溫。
【文檔編號】C21D1/18GK103639395SQ201310727493
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】費運東 申請人:馬鞍山市博友神斧刃模具廠