一种板坯去毛刺机用刀片及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种板坯去毛刺机用刀片及其制造方法，其特征在于：所述刀片基体材质采用6CrMnSi2Mo1V制备，基体材质的组份重量百分比如下：C:0.40‑0.70%、Si:0.50‑1.2%、Mn:0.20‑0.50%、Cr:4.00‑6.00%、Mo:0.50‑2.00%、V:0.30‑1.50%、P≤0.02%、S≤0.02%、余量为铁及不可避免的杂质元素。在刀片顶端面与棱边处涂覆双相硬质涂层，干燥后置于真空烧结炉内烧结。结构和工艺简单、成分独特，提高刀片的耐磨性、且不容易剥落和断裂。相对于45刚的基材刀片，能够完全适应板坯去毛刺需求。

Blade for slab deburring machine and manufacturing method thereof

The invention discloses a knife blade for a slab deburring machine and its manufacturing method, which is characterized in that the base material of the knife blade is prepared by 6Cr Mn Si 2 Mo 1 V, and the weight percentage of the base material is as follows: C: 0.40_0.70%, Si: 0.50_1.2%, Mn: 0.20_0.50%, Cr: 4.00_6.00%, Mo: 0.50_2.00%, V: 0.30_1.50%, P < 0.02. %, S is less than 0.02%, the allowance is iron and unavoidable impurity elements. Dual-phase hard coating was coated on the top face and edge of the blade and sintered in a vacuum sintering furnace after drying. The structure and technology are simple, the composition is unique, the wear resistance of the blade is improved, and it is not easy to peel and fracture. Compared with the 45 rigid base blade, it can fully adapt to the deburring requirement of the slab.

【技术实现步骤摘要】
一种板坯去毛刺机用刀片及其制造方法
本专利技术涉及一种连铸板坯去毛刺
，具体涉及一种板坯去毛刺机用刀片及其制造方法。
技术介绍
刀片是去毛刺机的一个核心设备，其使用寿命是决定去毛刺机性能的一个关键指标，因此如何提高刀片使用寿命是一个非常重要的内容。通过理论分析发现，刀片在工作过程中反复受到钢坯的高速冲击，传统的刀具无法满足铸坯毛刺去除的高精度要求，容易磨损、剥落和断裂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种板坯去毛刺机用刀片，结构简单、成分独特，提高刀片的耐磨性、且不容易剥落和断裂。同时提供一种该刀片的制作方法，制造工艺简单、且刀面比较光洁平整，无微裂纹，结瘤等缺陷的存在，并具有很好的金属光泽，相对于45刚的基材刀片，能够完全适应板坯去毛刺需求。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种板坯去毛刺机用刀片，其特征在于：所述刀片基体材质采用6CrMnSi2Mo1V制备，基体材质的组份重量百分比如下：C:0.40-0.70％、Si:0.50-1.2％、Mn:0.20-0.50％、Cr:4.00-6.00％、Mo:0.50-2.00％、V:0.30-1.50％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁及不可避免的杂质元素。进一步的，所述刀片为扁平状，沿长度方向上刀片的上下棱分别为两个面，沿长度方向上，与刀头远离的一端设置矩形椭圆孔或腰形孔，腰形孔的半圆直径与刀片轴之间采用间隙配合，且半圆直径比刀片轴的直径大。上述刀片的加工工艺，其特征在于包括如下工序：1)锻件退火HB155-285；2)机加工后刀头部分淬火HRC49-54；所述刀头部分淬火工艺为：77±15℃预热，885℃盐浴，或900℃，炉控气氛±15℃加热，保温5-15min油冷，185-286℃回火；3)其余部分表面淬火HRC32-37。进一步的，采用Fe-6B-48Mo-5Cr-5Ni-0.8C/10WC的双相硬质合金为基础材料体系，采用喷涂法在刀片顶端面与棱边处涂覆双相硬质涂层，干燥后置于真空烧结炉内烧结。进一步的，所述基础材料体系以钼粉、FeB粉、还原铁粉、WC为基本原料；材质的组份重量百分比如下：Mo:47-49％、FeB:29-31％、C:0.7％、WC:4.00-6.00％、余量为Fe。进一步的，将原料按以上配比并与少量还原剂C粉、粘接剂PVB、稀释溶剂无水乙醇共同置于球磨罐中球磨24小时(转速为800r/min)，形成均匀稳定的悬浮料浆。进一步的，真空烧结炉内烧结条件为：真空度：1.0×10-2～1.0×10-3Pa；烧结温度工艺：以10℃/min的速度从室温加热至400℃并保温30min，继续加热至1050℃并保温30min，然后以5℃/min的速度升温至最高烧结温度1250℃并保温30min。由此，本专利技术的刀片结构独特设计，基材和刀片顶端面与棱边处涂覆双相硬质涂层均根据使用要求独特设计工艺，采用该方法制备好的具有硬质合金覆层的刀片表面比较光洁平整，无微裂纹，结瘤等缺陷的存在，并具有很好的金属光泽。且在高速运转形成的冲击力作用下，刀片在厚度方向无肿胀变形，硬质涂层与刀片基体结合界面无微裂纹、分层剥离、沿层撕毁的现象。附图说明附图1为根据本专利技术实施的刀片的结构图。附图2为图1的正视图。具体实施方式下面根据图1-2对本专利技术进行进一步说明。图1中刀片4为扁平状，沿长度方向上刀片的上下棱2分别为两个面，沿长度方向上，与刀头3远离的一端设置矩形椭圆孔或腰形孔1，腰形孔1的半圆直径与刀片轴之间采用间隙配合，且半圆直径比刀片轴的直径大。图2为图1中刀片4的正视图，也是结构尺寸图，为了方便刀片的回位，将刀片的长度方向上设计成上下两个面，使整个刀片成扁平状，在本实施例中优选刀片的厚度为22mm，也可以根据需要调整。为了减小刀片在刀片轴上运动或旋转的阻力，将刀片的安装孔设计成腰形孔。并且采用间隙配合，将腰形孔的半圆直径设计为31mm，比刀片轴30mm的直径大1mm，从而完全消除刀片在刀片轴上的运动制约。刀片基体材质采用45钢，作为对比例子，首先经过三次锻打，然后调至热处理。硬质合金覆层同样采用Fe-6B-48Mo-5Cr-5Ni-0.8C/10WC的双相硬质合金为基础材料体系，采用喷涂法在刀片顶端面与棱边处涂覆双相硬质涂层，干燥后置于真空烧结炉内烧结，烧结条件为：真空度：1.0×10-2～1.0×10-3Pa；烧结温度工艺：以10℃/min的速度从室温加热至400℃并保温30min，继续加热至1050℃并保温30min，然后以5℃/min的速度升温至最高烧结温度1250℃并保温30min。采用该方法制备好的具有硬质合金覆层的刀片表面比较光洁平整，无微裂纹，结瘤等缺陷的存在，并具有很好的金属光泽。将制备好的刀片应用于实验性研究，工作状态为连续式旋转工作。在连续工作一个月后将刀片取下，检测刀片覆层的硬度与表面磨损形貌，并分析刀片的失效机理。用线切割法将刀片A端面加工成10mm×10mm×30mm的试样，经粗磨、精磨、抛光后检测其硬度。分别用HD-187.5型布洛维硬度计和HV-10B维氏硬度计测定覆层材料的洛氏硬度和维氏硬度，并与Q235钢和YG8硬质合金的硬度进行了对比，结果为：本专利技术采用的硬质合金覆层材料的洛氏硬度为HRA79.1，达到YG8硬度合金的92％，Q235钢的2.15倍；维氏硬度为926kgf/mm2,达到YG8的63％，Q235的7.29倍。由于刀片表面覆层通过原位反应烧结生成的三元硼化物(Mo2FeB2)硬质相颗粒与复合掺加的WC硬质相颗粒承担了覆层所受的压力载荷，大幅度提高了试样抵抗外力压入变形的能力。同时，陶瓷相颗粒间高韧性的铁镍基粘结相又赋予覆层适当的韧性。优选实施例：为了真实反映刀片硬质合金覆层刀片的宏观磨损形貌，项目组对高度旋转使用后刀片的使用情况进行跟踪分析。通过检测发现，刀片在与毛刺冲击接触时，受力点处的刀片覆层耐磨性良好，在一个月时间内，覆层部位的磨损量很小。虽然已经达到了初步设计需求，但是经过分析，由于45钢基体硬度偏低，在高速运转形成的冲击力作用下，刀片在厚度方向发生肿胀变形，结合界面出现微裂纹，刀片变形严重处出现分层剥离、沿层撕毁的现象，影响了硬质合金覆层刀片的使用性能。基于以上分析，认为45#钢表面制备硬质合金的刀片不能很好的满足现场实际需求，因此，采用6CrMnSi2Mo1V为基体材料制备了新的刀片，进一步改良上述刀片，并对其加工工艺进行了严格规范：1)锻件退火HB155～285。2)机加工后刀头部分淬火HRC49～54，(677±15℃预热，885℃盐浴,或900℃，炉控气氛±15℃加热,保温5～15min油冷，185～286℃回火)。3)其余部分表面淬火HRC32～37。之后采用上述实施例相同的方式增加硬质合金覆层。硬质合金覆层同样采用Fe-6B-48Mo-5Cr-5Ni-0.8C/10WC的双相硬质合金为基础材料体系，采用喷涂法在刀片顶端面与棱边处涂覆双相硬质涂层，干燥后置于真空烧结炉内烧结，烧结条件为：真空度：1.0×10-2～1.0×10-3Pa；烧结温度工艺：以10℃/min的速度从室温加热至400℃并保温30min，继续加热至1050℃并保温30min，然后以5℃/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板坯去毛刺机用刀片，其特征在于：所述刀片基体材质采用6CrMnSi2Mo1V制备，材质的组份重量百分比如下：C:0.40‑0.70％、Si:0.50‑1.2％、Mn:0.20‑0.50％、Cr:4.00‑6.00％、Mo:0.50‑2.00％、V:0.30‑1.50％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种板坯去毛刺机用刀片，其特征在于：所述刀片基体材质采用6CrMnSi2Mo1V制备，材质的组份重量百分比如下：C:0.40-0.70％、Si:0.50-1.2％、Mn:0.20-0.50％、Cr:4.00-6.00％、Mo:0.50-2.00％、V:0.30-1.50％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的板坯去毛刺机用刀片，其特征在于：所述刀片为扁平状，沿长度方向上刀片的上下棱分别为两个面，沿长度方向上，与刀头远离的一端设置矩形椭圆孔或腰形孔，腰形孔的半圆直径与刀片轴之间采用间隙配合，且半圆直径比刀片轴的直径大。3.一种上述任一权利要求所述刀片的加工工艺，其特征在于包括如下工序：1)锻件退火HB155-285；2)机加工后刀头部分淬火HRC49-54；所述刀头部分淬火工艺为：77±15℃预热，885℃盐浴，或900℃，炉控气氛±15℃加热，保温5-15min油冷，185-286℃回火；3)其余部分表面淬火HRC32-37。4.根据权利要求3所述的刀片的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：但斌斌，李华，容芷君，严开勇，熊凌，鲁新义，付婷，刘洋，牛清勇，胡长义，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42