CN104842045A - 一种刀具刃口焊接特殊材质的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，包括如下步骤：a、选定预处理好的刀排；b、在刀排需要开刃处的区域用钨极起弧形成一定宽度和深度的熔池后，将焊材送入熔池使刃口部位中的焊材与刀排形成复合层或利用钨极起弧产生的高温并在保护气体的共同作用下，将焊材溶化后覆盖在刀排需要开刃处的区域表面使刀排开刃处的部位形成熔焊层；c、将刀排进行恒温冷却；d、对刀排进行开刃；e、对刀排表面进行磨刃；f、对刀排进行热处理。本发明制得的产品解决了刀具刃口硬度低、耐磨性差的问题；也弥补了现有工艺在刀具刃口上镶焊优质钢块或合金块的高成本缺陷，从而给相关行业提供一种更经济、更实用、更耐用的刀具。

Description

一种刀具刃口焊接特殊材质的加工方法
技术领域
本发明涉及一种刀具的加工方法，更具体的说是涉及一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法。
背景技术
当前，应用在刀具刃口上的最新技术是将合金等特殊材质按照一定的目的，通过铜、锡等低熔点具有粘结作用的物质镶焊到用碳钢等普通钢材制成的刀具刃口上，从而使刃口部位获得比母体材质更高的硬度，同时增强刀具的耐磨性；而传统的刀具加工工艺，注重在刀具整体材质的选择和整体热处理方面不断地提高和创新，最终也使刀具获得了不错的硬度和强度。
然而，就以上两种途径而言：第一种工艺在实现刀具刃口改良的同时，由于整体使用价格更高的合金等特殊材质，使得刀具的直接成本显著提高；而且，在镶焊操作中，时常出现的过热问题增加了合金块的开裂风险；此外，某些合金自身脆性过大的特性也增加了刃口在切割物料过程中的崩裂风险；综上因素，直接导致这类刀具应用和推广的门槛被提高，市场占有率较低。第二种工艺，整体使用一种材质的钢材，通过特殊的热处理工艺使其达到较高的硬度，又因为钢材的自身优劣导致成本过高或不耐磨损；造成客户被动放弃或勉强使用价格更低但不耐磨损的普通材质的刀具。
发明内容
本发明的目的是提出一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，解决上述现有技术中的一个或者多个问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，包括如下步骤：
a、选定预加工好的刀排；
b、在刀排欲开刃处的一侧采用保护气体作为介质，在刀排需要开刃处的区域利用钨极起弧形成一定宽度和深度的熔池后，将焊材均匀地、稳定地送入熔池使刃口部位中的焊材与刀排形成复合层或利用钨极起弧产生的高温并在保护气体的共同作用下，将焊材溶化后覆盖在刀排需要开刃处的区域表面使刀排开刃处的部位形成熔焊层；
c、取下刀排放入密闭容器内进行恒温冷却；
d、在刀刃处采用冷切割的方法对刀排进行开刀；
e、在刀排上加入冷却液对刀刃进行磨刃，直到磨去多余的焊层材料至需要的刃面；
f、对刀排进行热处理。
在一些实施方式中，其中复合层或熔焊层的宽度约为1-10CM、深度约为1-5MM。由此，还可以具有明显优于刀排本体的硬度和机械性能的同时，大大地降低了焊材的用量，从而控制了刀排的整体成本的效果。
在一些实施方式中，其中保护气体为氩气、二氧化碳混合气体或氩气与二氧化碳的混合气体，由此，还可以具有保证了钨极产生高温期间，钨极、焊材以及刀具受热后不被氧化、延长钨极的寿命以及阻止保护气体范围内混入空气等杂质影响熔焊的效果。
在一些实施方式中，其中形成复合层时选用的焊材为钨合金颗粒、镍合金颗粒或钴合金颗粒，形成熔焊层时选用的焊材为Cr12MoV钢、9Cr18MoV钢制成的焊条或焊丝。
采用本方法制成的刀具，刀口形成一种合金复合层或熔焊层，针对不同的机型或加工对象，刃口部位的硬度可以达到58-70HRC，且在合金成份与母材的共同作用下，刃口部位具有更优的强度和韧性；此外，与刃口镶焊的刀具相比，刃口的耐磨效果和使用寿命比之毫不逊色；通过现场测试，比传统工艺普通材质的刀具平均使用寿命提高了3-6倍，单位产量增加了2-3倍，且大大减少了换刀次数和磨刀频率，保证了生产的连续、高效运行。而与优质钢材的刀具或镶嵌合金的刀具相比，成本降低了30％-50％。
具体实施方式
本发明提供了一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，包括如下步骤：
选定预加工好的刀排；
在对刀排开刃之前将刀排开刃处的一侧采用保护气体作为介质，保护气体采用惰性气体中的氩气、二对氧化碳或者是氩气和二对氧化碳的混合气体的任何一种，在熔焊过程中起到对复合层或熔焊层防氧化的作用；在刀排需要开刃处的区域利用钨极起弧形成一定宽度和深度的熔池后，将焊材均匀地、稳定地送入熔池使刃口部位中的焊材与刀排形成复合层或利用钨极起弧产生的高温并在保护气体的共同作用下，将焊材溶化后覆盖在刀排需要开刃处的区域表面使刀排开刃处的部位形成熔焊层，复合层的形成是通过钨极在保护气体的保护下对刀具本体进行表面瞬间高温作用，产生一定宽度和深度的熔池后，几乎同时将焊材均匀、稳定地喂入熔池，形成颗粒与刀具材质溶液的混合体，短暂冷却后，在刀具表面形成一层复合层，在形成复合层时使用的焊材为钨合金颗粒、钴合金颗粒或镍合金颗粒，熔焊层的形成是通过钨极在保护气体的保护下主要对焊材进行瞬间高温作用，使其融化后均匀、稳定地覆盖在刀具的表面，短暂冷却后，在刀具表面形成一层熔焊层，在形成时使用的焊材为Cr12MoV钢、9Cr18MoV钢等优质钢材制成的焊丝、焊条，复合层或熔焊层必须是连续、平整且无气孔或裂纹。
复合层或熔焊层的宽度约为1-10CM、深度约为1-5MM，这样可以具有明显优于刀排本体的硬度和机械性能的同时，大大地降低了焊材的用量，从而控制了刀排的整体成本的效果。
取下刀排放入密闭容器内进行某一温度和一段时间的恒温冷却，如刀排选择材质为65Mn的钢材，刃口熔焊钨合金颗粒；在熔焊结束后应将刀排及时放入密闭容器内，用180摄氏度的温度保持2-3个小时后，再恒温冷却。如刀排选择材质为65Mn的钢材，刃口熔焊Cr12MoV钢；在熔焊结束后应将刀排及时放入密闭容器内，用160摄氏度的温度保持1-2个小时后，再恒温冷却。
在刀刃处采用冷切割的方法对刀排进行开刃，从而避免过热导致熔焊部位出现裂纹；
在刀排上加入冷却液后对刀刃进行磨刃，直到磨去多余的焊层材料至需要的刃面；
对刀排进行热处理，如在65Mn材质的刀排上熔焊钨合金颗粒，需要选择渗碳工艺对刀排整体进行热处理，使刀排本体部位也能适当增加硬度至50HRC并改善机械性能，从而使刀排的稳定性更有保证；如在65Mn材质的刀排上熔焊Cr12MoV钢，需要选择真空淬火的热处理工艺对刀排进行热处理，主要目的使刀排刃口部位的Cr12MoV钢达到硬度60HRC以上。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、选定预加工好的刀排；
b、在刀排欲开刃处的一侧采用保护气体作为介质，在刀排需要开刃处的区域利用钨极起弧形成一定宽度和深度的熔池后，将焊材均匀地、稳定地送入熔池使刃口部位中的焊材与刀排形成复合层或利用钨极起弧产生的高温并在保护气体的共同作用下，将焊材溶化后覆盖在刀排需要开刃处的区域表面使刀排开刃处的部位形成熔焊层；
c、取下刀排放入密闭容器内进行某一温度和一段时间的恒温冷却；
d、在刀刃处采用冷切割的方法对刀排进行开刃；
e、在刀排上加入冷却液后对刀刃进行磨刃，直到磨去多余的焊层材料至需要的刃面；
f、对刀排进行热处理。
2.根据权利要求1所述的一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法，其特征在于，所述复合层或熔焊层的宽度约为1-10CM、深度约为1-5MM。
3.根据权利要求1所述的一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法其特征在于，所述保护气体为氩气、二氧化碳混合气体或氩气与二氧化碳的混合气体。
4.根据权利要求1所述的一种刀具刃口熔焊特殊材质的加工方法其特征在于，所述形成复合层时选用的焊材为钨合金颗粒、镍合金颗粒或钴合金颗粒，所述形成熔焊层时选用的焊材为Cr12MoV钢、9Cr18MoV钢制成的焊条或焊丝。
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