3Cr13马氏体不锈钢厨刀的钎焊工艺的制作方法

本发明属于材料焊接工程领域，具体涉及应用于3cr13马氏体不锈钢厨刀的钎焊工艺。

背景技术：

钎焊是一种重要的材料连接方式，有着及其悠久的历史，现代钎焊技术始于上世纪初，成熟于上世纪下半叶，钎焊有许多自身的特点和优点，它与传统的熔焊技术相比来说有操作灵活，设备简单，适焊性强等特点。钎焊有着加热温度低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，变形小，工件尺寸精确。因此适合具有较小尺寸物件的链接。钎焊设备简单，生产投资费用少且生产率较高也比较适合小型生产企业的引进。其次钎焊的适焊性好，可以焊同种金属，也可以焊异种材料和厚度不同的材料，因此钎焊有着广泛的应用前景。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种3cr13马氏体不锈钢厨刀的钎焊工艺，能够保证工艺更加稳定可控，从而提高产品一致性。

本发明解决上述技术问题所采用技术方案如下：3cr13马氏体不锈钢厨刀的钎焊工艺，包括有以下步骤：

1)热处理：对刀刃材料进行淬火处理以达到所需要的硬度要求；

2)对刀刃材料和刀身材料进行预处理，以保证接口平整无杂质；钎焊对焊接板件的尺寸精度以及洁净程度都比焊接高，因此保证对焊口平齐且平整是必须的；

3)定位操作，对刀身和刀刃材料用点焊的方式进行定位焊；电焊的方式虽然并不适用与异种材料的融化焊接，但是作为不承受力的定位连接来说是绰绰有余的，局部的点连接并不会引起应力集中以及工件变形；

4)采用感应钎焊的方式进行焊接；

5)钎焊好的刀片进行后处理。

按上述方案，所述的后处理是刀身和刀刃材料的待焊缝部位的焊料凝固后，将钎焊好的刀片侵入水中冷却，利用水的激冷效果冲洗掉焊缝表面留下的助焊剂残余，除去定位点，清洗、抛光除去焊剂残渣。

按上述方案，步骤2)所述的预处理是打磨刀刃材料和刀身材料的对接面，使对接面平整使被连接的刀刃材料和刀身材料两截面可无缝配合，使刀刃材料和刀身材料对接面以及与之相连的附近平面光洁，无氧化层以及油污覆盖。

按上述方案，步骤3)所述的定位焊是将需要焊接的刀刃材料和刀身材料置于定位板上，所述的定位板为带有限位块的磁化钢板用于固定要钎焊的刀刃材料和刀身材料，以保证精确的尺寸关系。定位用的定位板与特定的刀相匹配。

按上述方案，所述的感应钎焊是在50khz的单项220v交流电的感应加热机上实现的钎焊。

按上述方案，所述的感应钎焊需要预置钎料，预置钎料的方式为将丝状银钎料放置在涂抹过助焊剂的焊缝处，依靠助焊剂的粘性将焊料固定在焊缝处。

本发明对刀刃材料首先进行淬火处理，已达到所要求的硬度要求；这是因为该工艺的目的是适用于不同材料的接连，所以不同材料可能有不同的热膨胀系数，如果先钎焊后热处理，则在钎焊焊缝的两侧材料的膨胀系数不同的情况下会在焊缝处形成应力集中，板件内的热应力会在高温时引起材料发生塑性应变，在降温时会引起板件的扭曲形变，如果内应力过大，且降温很快则可能引起板件开裂，由于钎焊焊缝的强度一般不会有母材本身强度高，因此在钎焊后在淬火则会导致在焊缝处开裂。其二，钎焊温度一般在七八百度，较高的钎焊温度则会一千多出头，而钢材所示用的淬火温度都在一千度以上，比如本例中的3cr13的不锈钢材料其淬火温度在1050℃。因此先钎焊后淬火会引起焊缝处焊料的重熔，钎焊将失效，因此钎焊应该在淬火后进行。其三，因为不同的材料的淬火工艺不同，因此也应该能将要焊接的不同板件先分别各自热处理之后再进行钎焊。

本发明的有益效果：首先预置钎料方便了操作，简化了工艺。使自动化更易实现。也使得工艺更加稳定可控。从而提高产品一致性；其次采用定位焊的方式提高了焊缝精度，也使得焊接时焊缝的尺寸受材料不均匀的受热和外力的影响更小，发生v形变形的可能性更小。且在定位板的使用下，焊缝定位更加方便准确，提高了工艺效率。与焊缝相匹配的感应圈使得焊缝受热均匀，焊后内应力小。上下分布均匀的线圈排布使得刀板件的上下受热均匀，钎料均匀铺展，充分填缝。且均匀的受热使得焊缝不会发生v形变形。采用感应加热的方式准确控制加热位置和可控的热量输入，以保证稳定的工艺水平。采用预置钎料和助焊剂保证生产的效率和和可靠性，采用特制的感应线圈保证焊缝处的统一升温保证了焊缝的填充效果，和均匀的焊缝质量。

附图说明

图1被焊接的刀身以及刀刃结构示意图；

图2是定位焊后的状态示意图；

图3是加热不均匀的情况下组织成分不均匀的现象示意图；

图4为本发明实施例1所得到的焊缝组织图；

图5为定位所用的定位装置结构示意图；

图6为被焊的刀固定在定位板上的状态；

图7为感应焊的工艺图；

图8为焊丝在焊缝处的固定方式；

图9为感应焊接时刀的放置形式。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

1)将待钎焊的刀刃样品首先经过淬火到达要求的硬度，下方长条状板材为特殊的刀刃材料，可以是aus-8等；

对刀刃材料进行淬火处理已达到所需要的硬度要求：不同材料的淬火工艺如下：

表1不同刀刃材料的热处理工艺

以上热处理工艺的淬火工艺应在连续热处理炉中进行，回火在箱式热处理炉中进行。

2)对如图1中上方的3cr13的刀身材料和下方的刀刃材料进行焊前预处理，抛光对接面，除去氧化皮和油脂；详细来说，首先需要打磨对接面，使对接面平整使被连接的两截面可无缝配合，其次要使对接面以及与之相连的附近平面光洁，无氧化层以及油污覆盖，对于小批量可以采用机械打磨的方式，而对于大批量的方式可采用化学除锈；

3)用点焊的方式对两块板材进行定位焊接，保证焊接面平齐，如图2所示；将需要焊接的构件放置于定位板上，如图5，定位板为带有限位块的磁化钢板用于固定要钎焊的刀身与刀刃，以保证精确的尺寸关系。定位用的定位板与特定的刀相匹配。图中定位板上的孔是方便拿取刀件以及定位片材，如图所示，分别为定位刀身和刀刃的定位板和控制焊缝间隙的金属片，操作方法是将刀身放置于定位板上，靠磁力与定位板紧贴，并同时受到三块凸出的金属限位块的约束，使其固定，不能活动。再将控制焊缝厚度的定位片竖直紧靠刀身待焊面。最后放上刀刃材料，使刀刃紧靠定位块和金属片以实现定位，如图6所示。其中蓝色的部件是控制焊缝厚度的定位片，而白色的为被定位的刀件。最后用电弧焊的方法在刀上定位部位实现电焊，则实现了刀的定位焊接。定位后的刀具如图2所示：

4)对板材进行钎焊，首先在焊缝处涂布助焊剂，再在焊缝部位集中加热，直至材料变得红热，此时待钎料融化铺展在被焊接板材表面，并渗入焊缝后停止加热。空冷到室温；感应钎焊可以准确的控制热量输入，以实现精确的工艺控制，感应钎焊的热影响区相比火焰钎焊小，对工件的氧化小。更加节省能源，操作相对简便。如工艺图7所示。该工艺是在50khz的单项220v交流电的感应加热机上实现的钎焊，需要预置钎料，预置方式为将丝状银钎料放置在涂抹过助焊剂的焊缝处，依靠助焊剂的粘性将焊料固定在焊缝处如图8所示：上图中淡黄色的为丝状银焊丝黑色为膏状的助焊剂，而淡灰色的为被焊的刀件。首先用较小的电流加热焊件使表面的助焊剂失去水分固结在焊缝处，之后提高电流强度，使的焊缝温度持续升高，进而达到了助焊剂的活化温度。助焊剂液化铺展在了被焊接的焊缝表面。此时温度在五百度左右接近钎料熔点。持续升温观察到钎料软化后降低升温速度，避免温度过高。调节电流大小，观察钎料完全融化并填缝后观察钎料完全填缝后停止加热，钎焊结束。观察焊缝处的钎料完全凝固后，待焊缝有了一定强度后，移动焊好的刀具进行下一步操作。本发明所采用的感应加热头的结构如图9，其感应线圈上线排布圈数相同以保证板件上下受热一致，该感应头为铜质带水冷的感应头。

5)除去焊后焊缝处的残留物，去除氧化皮，磨掉定位点。

如图3所示，其中白色区域为富银区域而相对深色区域为富铜相，而由图3和图4比较可看到，采用本发明所述的方式使得焊缝组织更均匀，没有图3所示的成分偏析发生，同时也可以观察到均匀一致的焊缝宽度。

如图4所示，通过感应加热保证焊缝各处同步升温，进而保证焊缝没有温度过高的显现从而保证焊缝组织均匀致密。其中图中焊缝上下显示的是母材组织即马氏体组织。