一种新型破碎机动刀的制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型破碎机动刀的制作工艺,其技术方案的要点是包括以下步骤：将型材沿着图案切割成多个动刀，动刀放置于机床被激光淬火，将动刀转移至磨床精磨，冷却等。本发明激光表面淬火工艺能将动刀表面进行高速加热和高速自冷，通过控制激光的扫描速度和激光功率，可以有效对动刀表面的温度和热穿透深度进行控制，由于激光加热速度快，因而热影响区小，淬火应力及变形极小。本发明激光硬化工艺周期短，生产效率高，工艺过程易实现计算机控制，自动化程度高，可纳入生产流水线。
【专利说明】一种新型破碎机动刀的制作工艺
【【技术领域】】
[0001]本发明属于机械加工领域，涉及一种新型破碎机动刀的制作工艺，尤其是一种新型破碎机动刀的激光表面淬火工艺。
【【背景技术】】
[0002]自20世纪60年代激光问世以来，激光技术作为一门举世瞩目的高新技术，广泛在各行业获得了重要的应用。近年来，激光表面处理技术不仅在研宄和开发方面迅速发展，而且在工业应用方面也取得了长足的进步，成为表面工程一个十分活跃的新兴领域。激光表面处理既可以通过激光淬火、表面熔凝改变基体表层材料的微观结构，也可以通过激光熔覆、气相沉淀和合金化等处理方法同时改变基体表层的化学成份和微观结构。激光表面淬火比其它激光加工所需的功率密度小的多，因此在利用激光技术进行材料加工中，激光表面淬火应用最多，它能显著提高金属表面的硬度及耐腐性。然而目前激光表面淬火技术的应用还不如传统热处理技术那样广泛和成熟，但由于其具有的独特优越性，正日益受到人们的重视。已经在机械制造、交通运输、石油、矿山、纺织、冶金、航空航天等许多领域得到应用和发展。
[0003]激光淬火技术目前还没有真正应用到破碎机的动刀上，现有破碎机动刀热处理的方法通常是对动刀进行整体或局部大面积加热或采用高频淬火处理，其加热时间较长，动刀容易发生变形，有的厂家也有用聚焦激光光斑照射到动刀表面或刃口上，这样极易造成熔化现象，导致动刀无法正常使用。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种破碎机动刀表面的激光淬火工艺方法，该方法能使动刀表面局部硬化形成锯齿形的切削刃。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于包括如下步骤:
[0007]Al、将绘有破碎机动刀图案的型材沿着图案切割成多个动刀；
[0008]A2、将动刀放置于机床上，将待处理的一面水平朝上，打开激光器与计算机连接；
[0009]A3、清除激光器故障报警；
[0010]A4、调用已编写的加工程序，将机床调整至加工零点位置，设置激光头与动刀上表面的距离；
[0011]A5、通过激光器按照程序设定对动刀上表面施加激光脉冲进行扫描淬火形成一种高硬度的氧化层；
[0012]A6、在动刀上表面扫描完毕后，将动刀转移到水磨床上对扫描形成的氧化层进行精磨；
[0013]A7、按照A6步骤对动刀的另一面先后进行淬火和精磨；
[0014]A8、对精磨后的动刀进行冷却。
[0015]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述冷却步骤为自然冷却。
[0016]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:冷却用的冷却液为液氮，液氮的压力为0.02Pa。
[0017]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述激光在所述动刀表面外缘扫描，淬火后形成软硬交替的淬硬区2和普质区3。
[0018]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中的激光脉冲的功率为1500W。
[0019]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中的激光的光斑为边长3毫米的正方形。
[0020]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述型材为匪550钢板。
[0021]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A4步骤中激光头与动刀上表面的距离为330毫米。
[0022]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中激光扫描速度为950晕米/分钟。
[0023]如上所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A6步骤中精磨进给量0.1?0.3毫米。
[0024]与现有技术相比，本发明有如下优点:
[0025]1、本发明激光表面淬火工艺能将动刀表面进行高速加热和高速自冷，通过控制激光的扫描速度和激光功率，可以有效对动刀表面的温度和热穿透深度进行控制，由于激光加热速度快，因而热影响区小，淬火应力及变形极小。
[0026]2、本发明激光表面淬火后可获得极细的马氏体晶粒，硬度要比常规淬火后的硬度提高15% -20%，硬化层深度可达2mm，而工件心部仍保持原始组织。经过激光表面淬火处理的工件表面层硬度高，耐磨性好，心部硬度低，韧性好，疲劳强度一般可提高30 %?50%,由于金属散热快，激光束扫描后，扫描区域可自行迅速冷却淬火，无需淬火液，是一种清洁卫生的热处理方法。
[0027]3、本发明激光表面淬火工艺可以对形状复杂的零件和不能使用其他常规方法处理的零件进行局部硬化处理。同时，也可以根据需要在同一零件的不同部位进行不同的激光硬化处理。
[0028]4、本发明激光硬化工艺周期短，生产效率高，工艺过程易实现计算机控制，自动化程度高，可纳入生产流水线。
[0029]5、本发明激光硬化靠热量由表及里的传导自冷，可以不需要冷却介质，对环境无污染。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0030]图1是本发明绘有动刀图案的钢板平面图；
[0031]图2是本发明该破碎机动刀被激光淬火工艺局部硬化后的立体图；
[0032]图3是本发明破碎机动刀被激光淬火工艺局部硬化后的平面图，其中粗线代表被淬火的区域；
[0033]图4是图3中B处的放大图。【【具体实施方式】】
[0034]下面结合附图对本发明作进一步描述:
[0035]一种新型破碎机动刀的制作工艺，包括如下步骤:
[0036]Al、将绘有破碎机动刀图案的型材沿着图案切割成多个动刀；
[0037]A2、将动刀放置于机床上，将待处理的一面水平朝上，打开激光器与计算机连接；
[0038]A3、清除激光器故障报警；
[0039]A4、调用已编写的加工程序，将机床调整至加工零点位置，设置激光头与动刀上表面的距离；
[0040]A5、通过激光器按照程序设定对动刀上表面施加激光脉冲进行扫描淬火形成一种高硬度的氧化层；
[0041]A6、在动刀上表面扫描完毕后，将动刀转移到水磨床上对扫描形成的氧化层进行精磨；
[0042]A7、按照A6步骤对动刀的另一面先后进行淬火和精磨；
[0043]A8、对精磨后的动刀进行冷却，冷却后的动刀如图2和图3所示，图4为图3中B处的放大图，图4中的I代表动刀上因未被淬火而被磨损的部分，图3中淬硬区2为被淬火的区域，用粗线表示，其硬度远远大于未被淬火的区域，淬硬区2周围的就是普质区3，即为未被淬火的区域，通过激光在动刀表面外缘扫描，淬火后就形成软硬交替的淬硬区2和普质区3。在未被淬火区域工作过程中被磨损后，剩下被淬火的区域因为硬度高未被磨损，可以继续使用，从而大大提高了该动刀的使用寿命。
[0044]该激光表面淬火工艺可以不用冷却液，让动刀自然冷却，也可以施加液氮冷却液，液氮的压力为0.02Pa。利用液氮进行超低温冷却，可使激光淬火后表面组织全部转达化为马氏体，有效地控制扫描面的变形，保证扫描的精度，从而提高表面显微硬度及耐磨性能。
[0045]然后用液氮进行冷却，这样减少激光热变形的机会，提高了大齿圈表面精度，同时在液氮的激冷下，可以使大齿圈表面得到完全的马氏体，解决了常规热处理大齿圈的变形和精度不能保证的问题。提高了其使用寿命，具有很重要的工程应用价值。
[0046]所述A5步骤中的激光脉冲的功率为1500W。
[0047]所述A5步骤中的激光的光斑为边长3毫米的正方形。
[0048]所述型材为匪550钢板。
[0049]所述A4步骤中激光头与动刀上表面的距离为330毫米。
[0050]所述A5步骤中激光扫描速度为950毫米/分钟。
[0051]所述A6步骤中精磨进给量0.1?0.3毫米。
[0052]激光表面局部淬火对动刀表面粗糙度影响很小，控制了动刀表面的变形，保证了其精度，大大提高了动刀的耐磨性能。
[0053]本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于包括如下步骤: Al、将绘有破碎机动刀图案的型材沿着图案切割成多个动刀； A2、将动刀放置于机床上，将待处理的一面水平朝上，打开激光器与计算机连接； A3、清除激光器故障报警； A4、调用已编写的加工程序，将机床调整至加工零点位置，设置激光头与动刀上表面的距离； A5、通过激光器按照程序设定对动刀上表面施加激光脉冲进行扫描淬火形成一种高硬度的氧化层； A6、在动刀上表面扫描完毕后，将动刀转移到水磨床上对扫描形成的氧化层进行精磨； A7、按照A6步骤对动刀的另一面先后进行淬火和精磨； AS、对精磨后的动刀进行冷却。
2.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述冷却步骤为自然冷却。
3.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:冷却用的冷却液为液氮，液氮的压力为0.02Pa。
4.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述激光在所述动刀表面外缘扫描，淬火后形成软硬交替的淬硬区(2)和普质区(3)。
5.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中的激光脉冲的功率为1500W。
6.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中的激光的光斑为边长3毫米的正方形。
7.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述型材为匪550钢板。
8.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A4步骤中激光头与动刀上表面的距离为330毫米。
9.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A5步骤中激光扫描速度为950毫米/分钟。
10.根据权利要求1所述新型破碎机动刀的制作工艺，其特征在于:所述A6步骤中精磨进给量0.1?0.3毫米。
【文档编号】C21D9/22GK104480255SQ201410819651
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】龙晓斌, 阮伟均, 梁胜海, 王君生 申请人:中山市奥美森工业有限公司