一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法，属于硬质合金刀技术领域。本发明专利技术制备钨钢刀片的过程为：一、原材料准备：二、退火处理：退火温度为780‑850℃，保温后降低温度为700‑750℃，保温后随炉冷却到420‑500℃出炉；三、粗加工：在刀片基体宽度方向的两侧磨出凸起，在钨钢合金磨出凹槽；四、镶焊：采用含银51％‑56％的焊条进行火焰焊接，焊接温度在700℃‑750℃；五、钨钢刀片的粗磨及精加工。本发明专利技术从钨钢刀片的加工、焊接过程入手，使刀刃焊接牢固、不易脱落，整体钨钢刀片的性能稳定、质量高，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬质合金刀
，更具体地说，涉及一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法。
技术介绍
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，其具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，被广泛用作刀具材料。正是硬质合金的这些独特的属性，使硬质合金具有难加工和原材料价格高等特点。导致整体硬质合金材料的应用受到了很大的限制。但是如果利用钢材的易加工性和价格低廉的特点，采用钢质基体与硬质合金刀片焊接的方法生产切削刀具，不仅可以大大提高该硬质合金的应用范围，提高产品的寿命，而且可以大幅度地降低成本。钨钢刀片即是一种将硬质合金钨钢作为刀刃焊接在钢质刀片基体上的一种硬质合金刀片，其传统结构如图1和图2所示，钨钢刀片为长条型结构，包括刀片基体1和钨钢合金3，沿刀片基体1的长度方向开设有安装孔2，在刀片基体1的一侧开设有直角焊接槽，钨钢合金3置于该直角焊接槽中，与刀片基体1焊接为一体。此种结构的钨钢刀片有一个好处就是钨钢合金3和刀片基体1能够牢靠焊接，但其存在的缺陷就是只有一个刀刃，刀片使用一段时间后，就会因刀刃磨损而不得不被换下修磨或者直接更换，刀片的使用寿命较短，也会给刀片使用厂家带来不便。为了解决上述问题，刀片生产厂商一直在寻求一种新的刀片结构，但面临的另一问题就是刀片基体1和钨钢合金3的焊接问题，主要表现在：(1)焊接区域的强度无法达到要求：采用焊接工艺，钨钢刀片焊接区域的强度较低，新的刀片结构必须保证刀片基体1和钨钢合金3仍能够牢靠固定，满足使用状态下的强度要求；(2)焊接裂纹：由于钨钢的热膨胀系数与钢质基体的热膨胀系数相差很多，在焊接的过程中会产生很大的内应力，因此焊接后的刀片内部易产生断裂裂纹；(3)气孔、夹杂和氧化：在焊接的过程中，如果温度过高会造成硬质合金刀片、钢质基体和焊料表面氧化，影响焊接强度，甚至出现假焊的现象；但是如果温度过低，焊料流动性不好，会造成气孔或夹杂，这些因素都会造成刀片质量下降，寿命降低。经检索，中国专利申请号201410349292.X，申请日为2014年12月24日，专利技术创造名称为：一种超硬薄片硬质合金铜焊加工方法；该申请案的步骤为：一：挑选含银基的铜焊料；二：安装固定超硬薄片硬质合金与钢件；三：精密计算并设置超硬薄片硬质合金与钢件的配合间隙；四：在配合间隙中添加铜片；五：使用高频加热机对超硬薄片硬质合金、钢件进行加热；六：对超硬薄片硬质合金与钢件的配合间隙中添加含银基的铜焊料进行焊接；七：在配合间隙中添加助焊剂；八：将焊接后的工件放置在保温棉内冷却至常温。该申请案避免了加热出现硬质合金过热开裂或工件整体回火的问题；同时添加补偿片吸收焊缝残余应力，避免焊缝的开裂。中国专利公开号CN1428222A，公开日为2003年7月9日，专利技术创造名称为：一种硬质合金切割刀具的焊接方法；该申请案采用银基焊料作钎焊料焊接刀具，钎焊时在硬质合金和钢基材料间通过插入在其间的一软紫铜过渡片上的焊料钎焊连接。所用的银基钎焊料片是AgCuZnCd焊料片，焊接后产生的热应力有效地被紫铜片补偿吸收，有效减少硬质合金刀具生产中钎焊后脱片及碎片现象，提高刀具生产的成品率及刀具质量，延长刀具寿命。上述申请案均提供了一种采用银基焊料焊接硬质合金刀具的方法，均能获得较好的焊接效果，但上述申请案的一个共同特点是，达到目的主要是依靠添加补偿铜片或助焊剂，并没有在银基焊料上多做文章，且上述申请案均忽视了刀片焊接区域强度低的问题，在应用上仍有一定限制。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法；本专利技术首先将传统的钨钢刀片由单刃增加至四个刀刃，改善了传统钨钢刀片使用寿命短的问题，其次针对四刃钨钢刀片，刀刃和刀片基体如何焊接牢固的问题，从钨钢刀片的加工、焊接过程入手，使刀刃焊接牢固、不易脱落，整体钨钢刀片的性能稳定、质量高，使用寿命长。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法，其步骤为：步骤一、原材料准备：刀片基体包括如下质量百分比的组分：C0.35-0.52％；Si0.21-0.35％；Mn0.55-0.86％；S≤0.02％；P≤0.025％；Cr0.12-0.23％；Ni≤0.25％；Cu≤0.30％，余量为Fe和不可避免的杂质；钨钢合金采用K30型钨钢；步骤二、退火处理：将步骤一中的刀片基体进行退火处理，退火温度为780-850℃，保温一段时间后降低温度为700-750℃，保温一段时间后随炉冷却到420-500℃出炉；步骤三、粗加工：经步骤二退火处理后，将刀片基体和钨钢合金制成留有精加工余量的工件，其粗加工工艺为：1)铣刀片基体的上下平面和两侧面；2)对刀片基体进行划线打孔；3)校平机校正，然后在刀片基体宽度方向的两侧磨出凸起，在钨钢合金磨出凹槽；步骤四、镶焊：将经步骤三加工后的刀片基体固定锁死，除去焊接区域表面油质、杂质和锈斑，并使刀片基体和钨钢合金的焊接面具有一定的粗糙度；然后将焊粉用水调成糊状涂在焊接表面，采用含银51％-56％的焊条进行火焰焊接，焊接温度在700℃-750℃；步骤五、钨钢刀片的粗磨：1)采用普通砂轮将钨钢刀片的两平面磨到留有0.5mm的精加工余量；2)采用金刚石粗砂轮将钨钢刀片的上下平面和两侧面磨到留有0.5mm的精加工余量；步骤六、钨钢刀片的精加工：采用金刚石镜面砂轮对上下平面和两侧面进行精加工。更进一步地，步骤二的退火工艺中，保温时间与刀片基体的尺寸参数相关，具体为：H＝kXp+(Yp+Zp)/2上式中，H为保温时间，单位为min；k为调节系数；Xp为刀片基体的长度，单位为mm；Yp为刀片基体的宽度，单位为mm；Zp为刀片基体的厚度，单位为mm。更进一步地，调节系数k的取值范围为0.005～0.065。更进一步地，步骤二的退火工艺中，升温至退火温度的速率为：V＝(T-T0)(Crwt+Mnwt)上式中，V为升温速率，单位为℃/min；T为退火温度，单位为℃，T0为初始温度，单位为℃，Crwt为锻造毛坯中Cr的质量百分比值，Mnwt为锻造毛坯中Mn的质量百分比值。更进一步地，步骤三中磨出的凸起的横截面为方形结构，该凸起的宽和高为0.3-0.5mm；同样地，所述凹槽的横截面也为方形结构，其宽和高也为0.3-0.5mm。更进一步地，步骤四镶焊工艺中，使用含银53％的焊条。更进一步地，步骤四镶焊处理过后，再次对钨钢刀片进行粗磨之前，需对钨钢刀片进行保温处理，将钨钢刀片置于电炉内进行保温处理，保温温度为50-90℃，保温时间为24小时，然后冷却出炉。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种长使用寿命的钨钢刀片，在刀片基体的宽度方向的两侧起两个凸起，将钨钢合金以焊接的方式固定于刀片基体上，将传统的钨钢刀片由单刃增加至钨钢刀片的上下左右4个拐角处均有刀刃，改善了传统钨钢刀片使用寿命短的问题，一个刀刃损坏刀片使用厂家直接换成另一刀刃使用即可，也节省了换下修磨的时间，节省了用刀成本；(2)本专利技术的一种长使用寿命的钨钢刀片，采用含银51％-56％的焊条将刀片基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法，其步骤为：步骤一、原材料准备：刀片基体(1)包括如下质量百分比的组分：C 0.35‑0.52％；Si 0.21‑0.35％；Mn 0.55‑0.86％；S≤0.02％；P≤0.025％；Cr 0.12‑0.23％；Ni≤0.25％；Cu≤0.30％，余量为Fe和不可避免的杂质；钨钢合金(3)采用K30型钨钢；步骤二、退火处理：将步骤一中的刀片基体(1)进行退火处理，退火温度为780‑850℃，保温一段时间后降低温度为700‑750℃，保温一段时间后随炉冷却到420‑500℃出炉；步骤三、粗加工：经步骤二退火处理后，将刀片基体(1)和钨钢合金(3)制成留有精加工余量的工件，其粗加工工艺为：1)铣刀片基体(1)的上下平面和两侧面；2)对刀片基体(1)进行划线打孔；3)校平机校正，然后在刀片基体(1)宽度方向的两侧磨出凸起(32)，在钨钢合金(3)磨出凹槽；步骤四、镶焊：将经步骤三加工后的刀片基体(1)固定锁死，除去焊接区域表面油质、杂质和锈斑，并使刀片基体(1)和钨钢合金(3)的焊接面具有一定的粗糙度；然后将焊粉用水调成糊状涂在焊接表面，采用含银51％‑56％的焊条进行火焰焊接，焊接温度在700℃‑750℃；步骤五、钨钢刀片的粗磨：1)采用普通砂轮将钨钢刀片的两平面磨到留有0.5mm的精加工余量；2)采用金刚石粗砂轮将钨钢刀片的上下平面和两侧面磨到留有0.5mm的精加工余量；步骤六、钨钢刀片的精加工：采用金刚石镜面砂轮对上下平面和两侧面进行精加工。...

【技术特征摘要】
1.一种长使用寿命钨钢刀片的加工方法，其步骤为：步骤一、原材料准备：刀片基体(1)包括如下质量百分比的组分：C0.35-0.52％；Si0.21-0.35％；Mn0.55-0.86％；S≤0.02％；P≤0.025％；Cr0.12-0.23％；Ni≤0.25％；Cu≤0.30％，余量为Fe和不可避免的杂质；钨钢合金(3)采用K30型钨钢；步骤二、退火处理：将步骤一中的刀片基体(1)进行退火处理，退火温度为780-850℃，保温一段时间后降低温度为700-750℃，保温一段时间后随炉冷却到420-500℃出炉；步骤三、粗加工：经步骤二退火处理后，将刀片基体(1)和钨钢合金(3)制成留有精加工余量的工件，其粗加工工艺为：1)铣刀片基体(1)的上下平面和两侧面；2)对刀片基体(1)进行划线打孔；3)校平机校正，然后在刀片基体(1)宽度方向的两侧磨出凸起(32)，在钨钢合金(3)磨出凹槽；步骤四、镶焊：将经步骤三加工后的刀片基体(1)固定锁死，除去焊接区域表面油质、杂质和锈斑，并使刀片基体(1)和钨钢合金(3)的焊接面具有一定的粗糙度；然后将焊粉用水调成糊状涂在焊接表面，采用含银51％-56％的焊条进行火焰焊接，焊接温度在700℃-750℃；步骤五、钨钢刀片的粗磨：1)采用普通砂轮将钨钢刀片的两平面磨到留有0.5mm的精加工余量；2)采用金刚石粗砂轮将钨钢刀片的上下平面和两侧面磨到留有0.5mm的精加工余量；步骤六、钨钢刀片的精加工：采用金刚石镜面砂轮对上下平面和两侧面进行精加工。2.根据权利要求1所述的一种长使用寿...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传兴，陶林，钟婷婷，
申请(专利权)人：马鞍山市威马机械设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34