CN100558495C - 一种多合金坯料的复合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多合金坯料的复合方法，该方法将合金工具钢和中碳钢密封放置于低碳钢和若干块辅助低碳钢之中，并确保每一接触面的清洁和密合；加热到一定温度并保持足够的时间；然后在高压、无氧化和无介质的条件下进行轧制，利用在高温高压下所发生的金属原子间的相互渗透和扩散作用，在合金工具钢和中碳钢之间以及与低碳钢之间分别生成一过渡层，使合金工具钢、中碳钢和低碳钢完美结合成一体。本发明多合金坯料的复合方法工艺稳定性好，复合合格率高，制造成本低，适应复合大、中、小型各类工业刀片的坯料。

Description

一种多合金坯料的复合方法
技术领域
本发明涉及一种金属坯料的生产方法，尤其涉及一种多合金坯料的复合方法。
背景技术
在机械工业领域，要将物理性能各不相同的多种合金复合成一个整体，并且保证在使用过程中不发生断裂，不是一件容易的事。目前，国内和国际上只有两种金属的有介质(铜焊、镶钢-铁焊)复合，尚未见多合金复合的方法。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供一种多合金坯料的复合方法。
本发明的目的是这样实现的：一种多合金坯料的复合方法，将合金工具钢、中碳钢和低碳钢进行复合，其特征在于，包括以下步骤：
a、按设计要求将作为一块合金工具钢和一块中碳钢叠成双层结构，置于作为两块低碳钢和若干块辅助低碳钢的包围之中，并确保每一接触面的清洁和密合；
b、将包围合金工具钢和中碳钢的各块低碳钢焊接成一体，将合金工具钢和中碳钢密封在各块低碳钢之中；
c、将步骤b密封好的坯料置于加热炉中加热到一定温度并保温一段时间；
d、将步骤c加热好的坯料置于轧机中轧制至所需厚度，使合金工具钢、中碳钢和低碳钢复合成一体。
步骤a中所述的清洁是对一块合金工具钢、一块中碳钢和各块低碳钢的每一相互接触面采用喷铁丸或机械加工的方法进行清洁。
步骤a中所述的密合是对一块合金工具钢、一块中碳钢和各块低碳钢的每一相互接触面采用机械加工或压力校平直的方法进行密合。
步骤c中所述的加热到一定温度并保温一段时间是先将坯料预热到800-900℃，保温100-150分钟，再加热至1200-1280℃，保温80-160分钟。
步骤d中所述的轧制包括至少两道轧制压缩过程，始轧温度控制在1180-1220℃，终轧温度控制在1050-1100℃，轧制压力控制在140-200吨。
所述的保温时间根据坯料的厚度决定，预热后的保温时间分钟数为坯料厚度毫米数的2.3-2.7倍；再加热后的保温时间分钟数为坯料厚度毫米数的1.8-2.2倍。
所述的至少两道轧制压缩过程中，采用压缩比逐渐减小的方式进行轧制，其中，首道压缩比控制在40-42％，第二道压缩比控制在35-40％，直至达到所需厚度。
所述的轧制压力最好控制在160-180吨。
本发明多合金坯料的复合方法由于采用了以上技术方案，使其具有以下的优点和特点：
1、工艺稳定性好，复合合格率高(几乎100％)；
2、制造成本低廉，不需要任何复合介质；
3、适应复合大、中、小型各类工业刀片的坯料；
4、采用本发明制造的刀坯制成的各类工业刀片，具有较长的使用寿命。
附图说明
图1是本发明多合金坯料的复合方法中所涉及的多合金坯料的复合结构示意图。
具体实施方式
参见图1，图1是本发明多合金坯料的复合方法中所涉及的多合金坯料的复合结构示意图。它包括设置在下层的低碳钢1、设置在上层左边的低碳钢2、设置在上层右边的合金工具钢3和中碳钢4，以及包围在合金工具钢3和中碳钢4的右侧面、上面、前端面和后端面的辅助低碳钢5，图中所示6为密封焊缝。为了便于显示合金工具钢3和中碳钢4，图中将设置在合金工具钢3和中碳钢4前面的一块低碳钢5拿出来画在了下面，实际上它的位置是在合金工具钢3和中碳钢4的前端面。
本发明多合金坯料的复合方法可以通过以下制作多合金机械刀片坯料的实施例作具体的说明。
实施例1
按图1所示结构准备一块作为刀刃钢的合金工具钢、一块作为耐磨钢的中碳钢，两块作为刀体钢的低碳钢和若干块辅助低碳钢，对一块合金工具钢、一块中碳钢和各块低碳钢的每一相互接触面采用喷铁丸或机械加工的方法进行清洁，然后按图1所示结构密合，并采用机械加工或压力校平直的方法确保其密合达到要求。接着将包围一块合金工具钢和一块中碳钢的各块低碳钢焊接成一体将合金工具钢和中碳钢密封在各块低碳钢之中，并确保无任何空气进入结合面，得到原始坯料。
接着将上述原始坯料置于加热炉中预热到800-900℃，保温125-130分钟，再加热至1250℃，保温100-105分钟。然后置于轧机中，采用压缩比逐渐减小的方式进行轧制，使合金工具钢、中碳钢和低碳钢完美复合成一体。轧制压力控制在160-170吨。始轧温度控制在1180-1220℃，终轧温度控制在1050-1100℃。首道轧制压缩比控制在40-42％，二道轧制压缩比控制在35-40％，从第三道开始，对压缩比无要求，但不得大于第二道的压缩比，直至轧制成厚度所需厚度，即可得到多合金坯料，该坯料用于制作各种机械刀片。
本发明的方法将合金工具钢和中碳钢密封放置于低碳钢和若干块辅助低碳钢之中，加热到一定温度后在高压、无氧化和无介质的条件下，利用在高温高压下所发生的金属原子间的相互渗透和扩散作用，在合金工具钢和中碳钢之间以及与包围它的各块低碳钢之间分别生成一过渡层(该过渡层是一种新的合金)，从而使合金工具钢、中碳钢和低碳钢完美结合成一体。复合合格率几乎达到100％。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (8)

1、一种多合金坯料的复合方法，将合金工具钢、中碳钢和低碳钢进行复合，其特征在于，包括以下步骤：
a、按设计要求将作为一块合金工具钢和一块中碳钢叠成双层结构，置于作为两块低碳钢和若干块辅助低碳钢的包围之中，并确保每一接触面的清洁和密合；
b、将包围合金工具钢和中碳钢的各块低碳钢焊接成一体，将合金工具钢和中碳钢密封在各块低碳钢之中；
c、将步骤b密封好的坯料置于加热炉中加热到一定温度并保温一段时间；
d、将步骤c加热好的坯料置于轧机中轧制至所需厚度，使合金工具钢、中碳钢和低碳钢复合成一体。
2、如权利要求1所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：步骤a中所述的清洁是对一块合金工具钢、一块中碳钢和各块低碳钢的每一相互接触面采用喷铁丸或机械加工的方法进行清洁。
3、如权利要求1所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：步骤a中所述的密合是对一块合金工具钢、一块中碳钢和各块低碳钢的每一相互接触面采用机械加工或压力校平直的方法进行密合。
4、如权利要求1所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：步骤c中所述的加热到一定温度并保温一段时间是先将坯料预热到800-900℃，保温100-150分钟，再加热至1200-1280℃，保温80-160分钟。
5、如权利要求1所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：步骤d中所述的轧制包括至少两道轧制压缩过程，始轧温度控制在1180-1220℃，终轧温度控制在1050-1100℃，轧制压力控制在140-200吨。
6、如权利要求4所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：所述的保温时间根据坯料的厚度决定，预热后的保温时间分钟数为坯料厚度毫米数的2.3-2.7倍；再加热后的保温时间分钟数为坯料厚度毫米数的1.8-2.2倍。
7、如权利要求5所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：所述的至少两道轧制压缩过程中，采用压缩比逐渐减小的方式进行轧制，其中，首道压缩比控制在40-42％，第二道压缩比控制在35-40％，直至达到所需厚度。
8、如权利要求5所述的多合金坯料的复合方法，其特征在于：所述的轧制压力控制在160-180吨。
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