专利名称：一种高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法及坯料的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械刀、剪、模具的制造技术领域，特别是一种高合工 钢机械刀、剪、模具坯料制造方法及坯料。
背景技术：
在机械、冶金、轻化、木材等工业领域，大量使用各类刀、剪及模 具，为了节约生产成本，各类机械刀、剪及模具一般只在刃口局部用少 量高合工钢，目前市场上供应的刀剪复合坯料一般都采用固相与固相用
高温高压工艺制成。常用低碳钢如A3的板材作为本体母材a,用合金 工具钢制成条状刃口 b,然后进行刀坯的组合焊接d，组合处用薄碳钢 板焊接作保护包覆c，以防加热后被氧化，见
图1。 焊后的组合件经进 炉加热后，通过高温高压轧制，磨4先加工，热处理。精加工，生产出复 合刀坯。
上述方法的固相与固相的复合主要利用高温和高压缩比的高压工 艺，对轧制设备要求很高，复合处在工况使用中往往容易分层，最终影 响了所制造的刀、剪、模具的质量。而且由于母材选用的问题，制成刀 具后，刀具容易产生弯曲、变形等情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方 法及使用该方法所生产的刀、剪、模具坯料，主要解决上述现有技术所 存在的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的
一种高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法，其特征在于 它是将高合金工具钢作为自耗电极，通过电渣熔接在预铸的本体母 材上铸成的凹槽内。
所述的高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法，其特征在于 靠近凹槽的本体母材两侧安装水冷结晶器。
所述的高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法，其特征在于 所述的高合金工具钢优选采用M2，所述的本体母材优选采用16Mn 钢。
所述的高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法，其特征在于
电渣重熔工艺采用Hl-90型电渣重熔设备，垂直型自动上下，电压
30 35伏，电流2000 2500安培，速度每分钟60 90 mm，紫铜制
的水冷结晶器，通水冷却，水压0.2Mpa,;采用三元电渣，三元电
渣的重量百分比含量如下 CaF2 30~50 %
CaO 10 30%
A120320 40 %。一种采用如上所述方法生产的刀具坯^K 一种采用如上所述方法所制造的剪具坯料。 一种采用如上所述方法所制造的模具坯料。
与现有技术相比，本发明的特点如下
1 、本发明方法所采用的电渣重熔是一种由熔渣产生电阻热源 而获得纯洁金属，提高纯度，含低硫，减少非金属夹杂的熔炼方法， 它重熔后的金属组织洁净，均匀，致密.本方法不但使刃口材料荻 得比铸锭(自耗电极)更好的质量而且又与本体母材熔接复合，因 此是一种二者合一的工艺(即有利于简化生产工艺的一步法)。由 于达到冶金结合的效果，因此复合的坯料适合制成各种工况用的 刀、剪、模具产品。
2、 本发明方法是液相与固相的复合，主要利用金属熔接的特 点，伴随着界面扩散使两种金属能达到冶金结合，加上后道的锻轧 使复合层更加牢固致密。
3、 本发明产品选择合适优质钢材，使本发明方法充分体现材 质的特点，做到优良的匹配；本体母材可采用16Mn钢，它与A3 钢、Q235钢相比，其屈服强度提高了 1.5倍左右，制成刀具后在实 际工况中大大改善了刀具的变形、弯曲的缺点。刃口采用M2
(CW6Mo5Cr4V2 )、 D2、 A8、 H13等高合工钢都属于空淬钢，所 以在工艺中可利用停轧温度的余热进行空冷淬火，这样不^(旦可减少 水淬/油淬的变形可能，同时又节约了能源，使工艺简化，操作方便。附困说明
图1是现有刀、剪复合坯料的加工结构示意图。
图2是本发明方法制备刀、剪、模具复合坯料的加工结构示意图。 图3是本发明实施例1单刃口刀具的结构示意图。 图4是本发明实施例2双刃口刀具和双刃口沖模的结构示意图。 图5是本发明实施例3四刃口剪钢板刀具的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1:
请参阅图3,该例的产品是一种如图所示的单刃口刀具(如削片 刀、切纸刀、刨木刀、剪钢板刀、切料刀等)。请再结合参阅图2，可以 使用如下方法制造用于加工上述刀具的坯料
一种高合工钢机械刀剪及模具坯料电渣熔接方法—刃口采用高合 工钢(含高速钢M2， D2, A8， H13钢结硬质合金工具钢等)，母体材 料(含16Mn， C-Mn钢等)进行电渣熔接复合和锻轧成型工艺生产刀剪 及模具坯料，工艺包括以下步骤
A按i殳计要求用中频感应电炉预铸16Mn钢(还可以选用如C-Mn 钢等)材质的160 x 180 x 300mm本体铸件1,本体铸件上铸有一个50 x 70x 300mm的凹槽11，用于电渣重熔自耗电极(刃口钢材)的熔融 填充位置，该凹槽要确保表面平整光洁。B按设计要求用中频感应电炉浇铸一根刃口材料的自耗电极2,可 选用高合工钢M2 ( CW6Mo5Gr4V2 ),也可以选用含高速钢M2， D2, A8, H13钢结硬质合金工具钢等；所述的电极尺寸30 x 50 x 1500 mm, 该自耗电极，表面平直，无夹渣等缺陷。
C采用Hl-卯型电渣重熔设备，垂直型自动上下，电压30 35伏， 电流2000 2500安培，速度每分钟60 90 mm，本体1两侧装有紫铜制 的包含进水口 31和出水口 32的水冷结晶器3 ，通水冷却，水压0.2 Mpa。
D采用三元电渣CaF2 ( 30 50 %), CaO ( 10~30 %)和AI203 ( 20~40 %)，熔池深度70-100 mm,电流通过自耗电极和熔池产生电阻热4吏自 耗电极端头逐渐熔化，熔融金属穿过渣池形成金属熔池(凹槽即是熔 池)，铸入本体凹槽内，在水冷结晶器和本体吸热冷却后，逐步填充全 部凹槽，冷却后取下该扁方形复合坯料块。
E锻造开坯将该扁方复合坯料块放入自制6M长1300。C连续高温 炉内加热，预热800 850。C,保温90分钟再继续升温到U00 1150。C， 保温40分钟，然后锻成初坯材厚80 x宽160 x长750-800 mm,停锻 温度900~930°C。
F轧制成坯将该锻造初坯材再进加热炉，加热至1180-1220。C保 温30分钟，开轧温度1100 1150°C，轧成厚18 x宽155 x长3000mm 的成品坯材，停轧温度950。C以上。
G利用停轧温度的余热在强风下冷却淬火，回火温度540 560°C, 经三次回火后，该成品坯材即复合刀坯扁钢材的硬度HRC62 64.最后，使用上述坯料来加工如图3所示的单刃刀具。
再请参阅图4 (双刃口刀具)、图4(沖模)、图5(剪钢板的刀具)，
也可以采用如实施例1所述的方法来制成复合坯料，与实施例1的不同
之处仅仅在于凹槽的数量和开设的位置。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实 施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都 应为本发明的技术范畴。
权利要求
1、一种高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法，其特征在于它是将高合金工具钢作为自耗电极，通过电渣熔接在预铸的本体母材上铸成的凹槽内。
2、 根据权利要求1所述的高合工钢机械刀、剪、模具坯料制 造方法，其特征在于靠近凹槽的本体母材两侧安装水冷结晶器。
3、 根据权利要求1所述的高合工钢机械刀、剪、模具坯料制 造方法，其特征在于所述的高合金工具钢优选采用M2，所述的 本体母材优选采用16Mn钢。
4、 根据权利要求1或2或3所述的高合工钢机械刀、剪、模 具坯料制造方法，其特征在于电渣重熔工艺采用Hl-90型电渣重 熔设备，垂直型自动上下，电压30 35伏，电流2000 2500安培， 速度每分钟60 90mm，紫铜制的水冷结晶器，通水冷却，水压0.2 Mpa，；采用三元电渣，三元电渣的重量百分比含量如下CaF2 30~50 % CaO 10 30% A120320~40 %。
5、 一种采用如权利要求1或2或3或4所述方法生产的刀具坯料。
6、 一种采用如权利要求1或2或3或4所述方法所制造的剪 具坯料。
7、 一种采用如权利要求1或2或3或4所述方法所制造的模 具坯料。
全文摘要
本发明涉及机械刀、剪、模具的制造技术领域，特别是一种高合工钢机械刀、剪、模具坯料制造方法及坯料。该是将高合金工具钢作为自耗电极，通过电渣熔接在预铸的本体母材上铸成的凹槽内。并依此方法制造刀具坯料、剪具坯料和模具坯料等。本发明方法所采用的电渣重熔是一种由熔渣产生电阻热源而获得纯洁金属，提高纯度，含低硫，减少非金属夹杂的熔炼方法，它重熔后的金属组织洁净，均匀，致密。本方法不但使刃口材料获得比铸锭(自耗电极)更好的质量而且又与本体母材熔接复合，因此是一种二者合一的工艺(即有利于简化生产工艺的一步法)。由于达到冶金结合的效果，因此复合的坯料适合制成各种工况用的刀、剪、模具产品。
文档编号B22D23/10GK101607307SQ20091005451
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者王为正, 王建军, 王建民, 谢如安 申请人:上海建杰国际贸易有限公司