一种提高刨刀刀体强度的方法与流程

文档序号:14272721阅读:588来源:国知局

本发明属于刀具加工方法领域,具体涉及一种提高刨刀刀体强度的方法。



背景技术:

目前市场上焊接类高速钢刨刀刀体一般采用q235或45钢制作,刀体硬度低,整体强度低,为了提高整体强度一般采用增加刀体厚度或增加高速钢镶片厚度的方法,有的则直接采用整体式的高速钢刨刀,价格昂贵。所以现在高速钢刨刀的制作方法,一般是采用镶片的方法将高速钢镶嵌在硬度高且价格低的其他金属材料上,这样能减小高速钢的用量,降低刨刀的加工成本,同时能够保证刨刀的强度。

在生产过程中,常将高速钢作为镶片,45钢作为刀体。45钢调质后强度和韧性较好,适于作为刀体,但由于高速钢钎焊和热处理温度在1250℃,45钢淬火温度为850℃,而且由于淬透性差异较大,刀体部分无法通过空冷而得到硬度,所以无法对高速钢和45钢进行统一的热处理工艺,如果对刀体预先调质在钎焊时的高温又将彻底破坏刀体的调质组织。如果直接利用钎焊的高温对刀体奥氏体并随后淬盐水将会出现以下三种情况:第一,钎焊高速钢温度对于45钢刀体而言太高,钎焊高速钢温度1200℃以上,45钢奥氏体化温度只有780℃,将造成刀体组织粗大,形成脆性;第二,淬火时的热应力、相变应力使刀体尤其是高速钢镶片发生裂纹;第三,淬火时的热应力、相变应力使产品发生脱焊。以上三种情况会导致刀体的质量降低,会导致刀体与镶片高速钢之间焊接不稳,整个刨刀的品质降低。



技术实现要素:

本发明意在提供一种提高刨刀刀体强度的方法,以提高刀体的强度,进而提高整个刨刀的强度。

为了达到上述目的,本发明的基础方案如下:一种提高刨刀刀体强度的方法,包括以下步骤:

材料准备:准备高速钢、45钢和焊料,且焊料的熔点低于高速钢的淬火温度;

钎焊步骤:将高速钢作为镶片,45钢作为刀体;将焊料放置在镶片和刀体之间,采用高频加热机对焊料进行加热,高频加热机的温度以200-240℃/s的速度上升,当加热温度达到1000-1250℃时,停止升温,形成粗产品;

等温淬火步骤:将钎焊步骤中的粗产品放入箱式电阻炉内,箱式电阻炉内的温度为780℃,粗产品的等温淬火时长小于等于30min;

盐水淬火步骤:当等温淬火步骤中的粗产品整体温度为770-790℃时,将粗产品从箱式电阻炉内取出后,放入到盐水中,盐水的浓度范围为4%-6%;

回火步骤:待盐水淬火步骤完成后,取出盐水中的粗产品,让粗产品在530℃的温度条件下进行三次回火,回火后的粗产品经过机械加工形成产品。

基础方案的原理及其优点:1、材料准备步骤中,对镶片、刀体和焊料的材料进行了限定,便于在后续的钎焊步骤中,当加热至高速钢的表面熔化时,焊料能够熔化,对高速钢和45钢之间的间隙进行填充,保证焊接的质量。

2、钎焊步骤中,将高速钢作为镶片,45钢作为刀体,能够减少高速钢的用量,降低刨刀的加工成本;同时能够保证成品的刨刀具有高的强度和硬度;然后将焊料放置在镶片和刀体之间,进行高频加热,同时控制高频加热的升温速度控制在200-240℃/s之间,加热时长在4.1-6s即可达到1000-1250℃,能够降低刀体处于奥氏体化阶段的时间,能够防止45钢的晶粒太过粗大,能够让刀体具有足够的硬度和强度;同时能够有效的缩短整个钎焊步骤的时长,提高刨刀的加工效率。

3、等温淬火步骤中,采用箱式电阻炉对粗产品进行等温淬火,等温淬火的过程中,粗产品的等温淬火时长小于等于30min,通过等温淬火能提高整个刨刀的强度、硬度和韧性,能提高刨刀的综合力学性能;将等温淬火的时长控制在30min以内,能够保证刨刀提高刨刀的等温淬火效率,同时能够提升。

4、盐水淬火步骤中,采用4%-6%浓度的盐水对粗产品进行淬火,盐水会加快其蒸汽膜破裂,从而让刨刀在淬火的过程中获得更好的强度和硬度,同时让刨刀能够快速冷却。

5、回火步骤中,粗产品的回火温度控制在530℃,能有效的提高45钢的韧性、强度和刚度。

综上所述,本方法中主要采用了钎焊步骤、等温淬火步骤和盐水淬火步骤,在钎焊步骤中能对最高温度和升温速度进行控制,降低45钢的处于奥氏体化的时间,防止45钢的晶粒太过粗大,能够保证刀体具有高的强度,进而能够提高在钎焊步骤中的焊接强度;同时等温淬火步骤和盐水淬火步骤能够增强整个刨刀的强度。

进一步,所述等温淬火步骤中,所述等温淬火步骤中,刀体的厚度为h毫米,粗产品的等温时长为箱式电阻炉显示到温分钟数与1.2倍h的和。显示到温分钟数是指将粗产品放入到箱式电阻炉中进行等温淬火前,可设定箱式电阻炉升温速度和最高温度,此时箱式电阻炉可自动获取达到最高温度所需的时长,此时长就是显示到温分钟数;在对刨刀进行等温淬火时,当粗产品的等温时长低于所需的温度时,会导致刀体的硬度不够;当等温淬火的时间过长是,会导致刨刀的局部开裂,以上情况都会导致整个刨刀的焊接强度不够;通过对等温淬火的时长控制使刨刀强度达到最佳。

进一步,所述等温淬火步骤中,将粗产品放入到箱式电阻炉前,粗产品的温度大于680℃;粗产品在箱式电阻炉的等温淬火时长为5min。当粗产品的温度大于680℃,将粗产品放入到温度为780℃的箱式电阻炉内进行等温淬火时,只需要5min即可完成对粗产品的等温淬火,能够保证刨刀具有足够的强度,同时能够提高刨刀的等温淬火的加工效率。

进一步,所述钎焊步骤中,高频加热机的温度以220℃/s的速度上升,当加热温度达到1200℃时,停止升温。此过程中,高频加热机的实际加热时间5.5秒,既能保证刀体中的晶体不会粗大,又能保证焊料被充分均匀的熔化,实现对镶片和刀具的均匀焊接,能够提高产品的产品的强度。

进一步,所述盐水淬火步骤中,当等温淬火步骤中的粗产品整体温度为780℃时,取出箱式电阻炉内的粗产品进行盐水淬火。780℃为等温淬火步骤中的粗产品的最佳温度,能够有效的保证刀体获得强的力学性能,实现刀体强度的进一步提高。

进一步,所述盐水淬火步骤中,盐水的浓度为5%。盐水的浓度为5%时,盐的使用量适中,同时能够保证刀体在此浓度的盐水中进行淬火,能够获得较高的强度。

进一步,所述材料准备中,焊料为铜基钎料。铜基钎料具有钎焊工艺性能好、良好的耐热性等特点,而且价格比较便宜,兼具有其他合金的一些特性,能够保证焊接处具有高的焊接强度。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明,

本实施例的提高刨刀刀体强度的方法包括以下加工步骤:

材料准备:准备高速钢、45钢和两种焊料,高速钢的型号为m2,两种焊料分别为型号为t3的铜基钎料和型号为h62的铜基钎料;

钎焊步骤:将高速钢作为镶片,45钢作为刀体;将焊料放置在镶片和刀体之间,采用高频加热机对焊料进行加热,高频加热机的温度以220℃/s的速度上升,当加热温度达到1200℃时,停止升温;

等温淬火步骤:待钎焊步骤完成后,在粗产品的温度降低至680℃之前,将整个粗产品放入到将箱式电阻炉内,箱式电阻炉内的温度为780℃,让粗产品在箱式电阻炉的等温淬火5min;

盐水淬火步骤:当等温淬火步骤中的粗产品整体温度为770-790℃时,将粗产品从箱式电阻炉内取出后,放入到盐水中,盐水的浓度范围为5%;

回火步骤:待盐水淬火步骤完成后,取出盐水中的粗产品,将粗产品放置到料框中,同时开启60kw的井式炉,待井式炉内的温度达到530℃时,将料框和粗产品放置到井式炉中,待井式炉温度再次到达530℃时,井式炉保温1.5h;然后取出井式炉内的粗产品,让粗产品恢复至室温;然后再重复本步骤两次,得到回火后的粗产品,然后粗产品对进行机械加工得到产品。

本实施例制作的刨刀的刀体的硬度为:29hrc,抗拉强度1000mpa;而采用背景技术中的方法获得的刨刀的刀体的硬度为:180hb,抗拉强度:620mpa;由此可见采用实施例中的方法制作的刨刀的刀体的硬度提高了60%左右,而抗拉强度提高了61%左右,让整个刨刀刀体在强度上得到了很大的提升,能够避免因刀具使用时可能产生塑性变形而过早失效,间接提高刀具的使用寿命。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体方法和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明方法的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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