CN101664848A - 一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺 - Google Patents

Abstract

一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，属于剪切模具技术领域，包含热剪切模具的刀套(4)、刀板(1)本体；堆焊工艺具体步骤为：修正-预热-焊接-淬火-回火-冷却-修磨-检验、探伤-入库工序流程；本发明有效的提高了刀板、刀套使用效果，提高了生产效率，节约了模具材料，降低了模具成本。

Description

一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺

技术领域

本发明涉及一种剪切模具，特别是涉及一种剪切轴承内、外套圈棒料时所用模具的剪切刃通过堆焊有效提高模具剪切刃部位使用时限的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺。

背景技术

公知的，轴承内、外套圈棒料(以下简称棒料)在锻造加工过程中，加热棒料到1100℃左右，由J23-100T开式可倾压力机上热剪切模具对棒料实施热剪切；在技术未革新前，由煤气炉或燃煤反射炉把棒料加热到所需温度后，使用人工向J23-100T开式可倾压力机内间歇输送棒料，剪切模具非连续性工作“工人需要休息”，便于保证热剪切模具的受热状态，使热剪切模具得到较好冷却，这样热剪切模具磨损前非连续可完成2000件轴承内、外套圈的剪切工作，但剪切下来的轴承内、外套圈料段需装炉二次加热到所需的锻造温度才能进入后序的工艺流程，这种作业方式即浪费了人力，又不能提高整个车间生产效率，所以逐渐被淘汰；现在随着电加热的推广，即采用中频感应炉套加热棒料，使棒料在中频感应磁场的作用下快速受热，且采用自动送料装置向J23-100T开式可倾压力机连续输送棒料，促使热剪切模具保持连续性工作，由此导致热剪切模具工作疲劳、损伤，以致秃刃，热剪切模具磨损前只能连续完成1000件轴承内、外套圈的剪切工作；若磨损的热剪切模具继续使用，会造成剪切下来的轴承内、外套圈锻件端面产生毛刺，留下质量隐患；因此需频繁更换模具，由此带来模具的使用成本大幅提高，且影响整个车间生产效率。

发明内容

为了克服背景技术中热剪切模具磨损较快的不足，本发明公开了一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，本发明通过在热剪切模具刃口开槽，并在开槽处堆焊钴基合金耐磨堆焊焊条工艺，使热剪切模具刃口处具有高硬度、高耐磨性和适当的韧性，极大程度的提高了剪切模具的使用寿命；本发明不仅节约了模具使用成本，且大幅度的提高了生产效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，包含热剪切模具的刀套、刀板本体；所述工艺包括修正刀板凹台阶、刀套凹槽，预热刀板、刀套、焊条，焊接，淬火，回火，冷却，修磨，检验、探伤，入库；具体步骤如下：

a)、修正

在刀板的切削刃处车削凹台阶至所需尺寸，在刀套内环处车削凹槽至所需尺寸；凹台阶所需尺寸为(棒料直径+2～7mm)/2；凹槽所需尺寸为轴向长度8-12mm，径向厚度3-6mm；

b)、预热

通过箱式电炉将刀板、刀套加热到500～600℃；焊条须在200℃左右烘至少1小时；

c)、焊接

使用特种耐磨焊条钛钙型药皮Co-Cr-W型钴基合金耐磨堆焊焊条，采用直流焊机小电流短弧焊接法，其中焊接电压为380V、焊接电流为180～190AMP，在预热的刀板凹台阶处、刀套凹槽处分别进行堆焊，所述堆焊厚度大于车槽前形状至少0.5毫米，并达到焊条与刀板凹台阶、刀套凹槽形成冶金结合形式；

d)、淬火

将焊接后的刀板、刀套在加热炉内加热到1000～1050℃，保温2～4小时；随后取出刀板、刀套放入20#机油淬冷介质中冷却；

e)、回火

将刀板、刀套在加热炉内加热至540～600℃，保温1～3个小时；

f)、冷却

将回火后的刀板、刀套立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷，以避免裂纹现象的发生；

g)、修磨

使用砂轮机修磨冷却后的刀板、刀套堆焊处焊缝，并精加工至刀板、刀套堆焊处至图纸要求的刀板、刀套外形尺寸；

h)、检验、探伤

用超声波探伤的横波段探测刀板、刀套焊缝中是否存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透缺陷；对不合格品进行补焊修复；

i)、入库

将探伤合格刀板、刀套入库待用。

采用上述技术方案后，本发明具有的有益效果是：

1.通过在热剪切模具刀板、刀套刃口处堆焊钴基合金耐磨堆焊焊条，有效提高了刀板、刀套使用效果：使刀板、刀套在相同工作条件下由加工轴承内、外套圈500～1000件左右提高到15000～35000件左右，为操作工节约了频繁更换模具的时间，大大提高了生产效率。

2.由于热剪切模具刀板、刀套刃口处堆焊钴基合金耐磨堆焊焊条且经过相关工艺处理，提高了热剪切模具耐磨性，红硬性；减少了剪切下轴承内、外套圈料段的端面毛刺的产生，确保了产品质量。

3.由于刀板、刀套材料耐热、耐磨性比钴基合金堆焊焊条材质差，致使刀板、刀套出现塌陷磨损使钴基合金耐磨堆焊焊条刃口处突起，一旦发现刀板、刀套刃口有突起现象，对刀板、刀套刃口修磨、堆焊后可重复使用，节约了模具材料，降低了模具成本。

附图说明

图1是本发明工艺流程图；

图2是刀板立体结构示意图；

图3是刀板全剖图；

图4是刀套结构示意图；

图5是刀套全剖图；

图6是本发明刀板、刀套工作状态示意图。

图中：1、刀板；2、切削刃；3、凹台阶；4、刀套；5、凹槽；6、棒料；7、炉套。

具体实施方式

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是应当指出的是本发明并不局限于下述实施例。

如图1所示的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，包含热剪切模具的刀套6、刀板1本体；所述工艺包括修正刀板、刀套台阶，预热刀板、刀套、焊条，焊接，淬火，回火，冷却，修磨，检验、探伤，入库；具体步骤如下：

a)、修正

如图2、3、4、5所示，在刀板1的切削刃2处车削凹台阶3半径至所需(棒料直径+2～7mm)/2尺寸，凹台阶3位于切削刃2剪切棒料端；在刀套4内环处车削凹槽5至所需轴向长度8-12mm，径向厚3-6mm尺寸，凹槽5位于刀套4棒料出口端；

b)、预热

由于刀板1、刀套4及堆焊材料均为含炭量和合金元素较高的材料，很容易在焊接时造成脆性区，并且由于温度不均形成很大的热应力造成裂纹；为了防止裂纹的发生，堆焊前必须对刀板1、刀套4进行预热，为了使刀板1、刀套4得到均匀的硬度，预热温度应在材料的Ms点以上，由于刀板1、刀套4材料为3Cr2W8V，选择预热温度为500～600℃；焊条须在200℃左右烘至少1小时；

c)、焊接

使用河北华泰特种耐磨焊条厂、河北锡金焊条有限公司或河北天硕特种耐磨焊条厂生产的特种耐磨焊条钛钙型药皮Co-Cr-W型钴基合金耐磨堆焊焊条，采用直流焊机小电流短弧焊接法，其中焊接电压为380V、焊接电流为180～190AMP，在预热的刀板1凹台阶3处、刀套4凹槽5处分别进行堆焊，所述堆焊厚度大于车槽前形状至少0.5毫米，并达到焊条与刀板1凹台阶3、刀套4凹槽5形成冶金结合形式；

d)、淬火

将焊接后的刀板1、刀套4在加热炉内加热到1000～1050℃，保温2～4小时；随后取出刀板1、刀套4放入20#机油淬冷介质中冷却；

e)、回火

将刀板1、刀套4在加热炉内加热至540～600℃，保温1～3个小时；

f)、冷却

将回火后的刀板1、刀套4立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷，以避免裂纹现象的发生；

g)、修磨

使用砂轮机修磨冷却后的刀板1、刀套4堆焊处焊缝，并在车床上精车刀板、刀套堆焊处至图纸要求的刀板、刀套外形尺寸；

h)、检验、探伤

用超声波探伤的横波段探测刀板1、刀套4焊缝中是否存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透缺陷；对不合格品进行补焊修复；

i)、入库

将探伤合格刀板1、刀套4入库待用。

如图6所示的热剪切模具工作时，由中频感应炉套7加热棒料6，使棒料6在中频感应磁场的作用下快速受热，通过自动送料装置将棒料6连续向前推进，通过刀套4对棒料6进行支撑、定位，由刀板1向下运动对棒料6进行剪切。

所述的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，对已使用过磨损的热剪切模具刀板1、刀套4进行堆焊，包括以下步骤：

a)、车台阶

在刀套4内环棒料输出端车削一轴向长度为8-12mm，径向厚度为3-6mm的凹槽5；在刀板1切削刃2处剪切棒料端车削一半径为(棒料直径+2～7mm)/2的凹台阶3；

b)、预热

采用乙炔、氧气二者混合气体按1∶1比例，加热刀板1的凹台阶3、刀套4的凹槽5到300～350℃，以凹台阶3、凹槽5颜色呈暗红为特征；焊条须在200℃左右烘至少1小时；

c)、焊接

使用河北华泰特种耐磨焊条厂、河北锡金焊条有限公司或河北天硕特种耐磨焊条厂生产的钛钙型药皮Co-Cr-W型钴基合金耐磨堆焊焊条，采用直流焊机小电流短弧焊接法，调节焊接电压380V、焊接电流180～190AMP，在预热的刀板1凹台阶3处、刀套4凹槽5处分别进行堆焊，所述堆焊厚度大于车槽前形状至少0.5毫米，达到焊条与刀板1凹台阶3处、刀套4凹槽5处形成冶金结合形式；

d)、冷却

春、夏、秋季节将焊接后的刀板1、刀套4在大气环境中自然冷却；冬天，应注意保温，常用方法是放入草灰中缓冷，以避免焊缝裂纹；

e)、修磨

使用砂轮机修磨冷却后的刀板1、刀套4堆焊处焊缝，并在车床上精车刀板、刀套堆焊处至图纸要求的刀板、刀套外形尺寸；

f)、检验、探伤

用超声波探伤的横波探测刀板1、刀套4焊缝中是否存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷，对不合格品进行补焊修复；

g)、入库

将探伤合格的刀板1、刀套4入库待用。

由于热剪切模具磨损前多次剪切高温棒料6作业即相当于退火工艺处理，使热剪切模具软化，改善其塑性和韧性，化学成分均匀化，去除了残余应力，因此不需回火处理工艺。

对热剪切模具的剪切刃使用堆焊工艺处理后，使刀板1、刀套4刃口处具有高硬度、红硬性、以及高的耐磨性和适当的韧性；有效提高了模具使用时间，保证了剪切工件质量，节约了频繁更换模具的时间，大大提高了生产效率；且可对磨损的模具进行再修磨、堆焊处理，节约了模具材料，降低了模具成本。

Claims (4)

1、一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，包含热剪切模具的刀套(4)、刀板(1)本体；其特征在于：堆焊工艺具体步骤如下：

a)、修正

在刀板(1)的切削刃(2)处车削凹台阶(3)至所需尺寸，在刀套(4)内环处车削凹槽(5)至所需尺寸；

b)、预热

通过箱式电炉将刀板(1)、刀套(4)加热到500～600℃；焊条须在200℃左右烘至少1小时；

c)、焊接

使用特种耐磨焊条，采用直流焊机小电流短弧焊接法，在预热的刀板(1)凹台阶(3)处、刀套(4)凹槽(5)处分别进行堆焊，所述堆焊厚度大于车槽前形状至少0.5毫米，并达到焊条与刀板(1)凹台阶(3)、刀套(4)凹槽(5)形成冶金结合形式；

d)、淬火

将焊接后的刀板(1)、刀套(4)在加热炉内加热到1000～1050℃，保温2～4小时；随后取出刀板(1)、刀套(4)放入油性淬冷介质中冷却；

e)、回火

将刀板(1)、刀套(4)在加热炉内加热至540～600℃，保温1～3个小时；

f)、冷却

将回火后的刀板(1)、刀套(4)立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷，以避免裂纹现象的发生；

g)、修磨

使用砂轮机修磨冷却后的刀板(1)、刀套(4)堆焊处至图纸要求的刀板(1)、刀套(4)外形尺寸；

h)、检验、探伤

用超声波探伤探测刀板(1)、刀套(4)焊缝中是否存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透缺陷；

i)、入库

将探伤合格刀板(1)、刀套(4)入库待用。

2、根据权利要求1所述的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，其特征在于：所述的修正步骤中所述的凹台阶(3)所需尺寸为(棒料直径+2～7mm)/2；凹槽(5)所需尺寸为轴向长度8-12mm，径向厚度3-6mm。

3、根据权利要求1所述的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，其特征在于：所述的焊接步骤中特种耐磨焊条为钛钙型药皮Co-Cr-W型钴基合金耐磨堆焊焊条。

4、根据权利要求1所述的热剪切模具的剪切刃堆焊工艺，其特征在于：所述的焊接步骤中直流焊机小电流短弧焊接法，焊接电压为380V、焊接电流为180～190AMP。

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