CN102126007A - 农用收割机复合刀片制造方法 - Google Patents

农用收割机复合刀片制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102126007A
CN102126007A CN 201010295930 CN201010295930A CN102126007A CN 102126007 A CN102126007 A CN 102126007A CN 201010295930 CN201010295930 CN 201010295930 CN 201010295930 A CN201010295930 A CN 201010295930A CN 102126007 A CN102126007 A CN 102126007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
metal layer
blade
metal
centrifugal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010295930
Other languages
English (en)
Other versions
CN102126007B (zh
Inventor
王黎辉
张振军
刘富强
曹俊峰
郝云龙
张悦
陈建波
宋亚峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences
Original Assignee
Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd, Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences filed Critical Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Priority to CN2010102959306A priority Critical patent/CN102126007B/zh
Publication of CN102126007A publication Critical patent/CN102126007A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102126007B publication Critical patent/CN102126007B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种农用收割机复合刀片制造方法，该复合刀片由三层金属层组成，外层和内层均为低合金高强度结构钢，中层为马氏体不锈钢，所述制造方法的步骤为：先在离心管模上离心浇注外层金属、中间层金属以及内层金属；然后推管并进行热处理，即得离心管坯；将离心管坯环轧辗扩；将轧制后的坯料进行退火热处理，退火温度为660～920℃；再用水刀切割或线切割等无热反应区的切割方法将轧制坯切割成成型金属刀片；将成型刀片进行热处理。通过本发明方法制造的复合刀片具有强韧性、高耐磨性，且具有自磨刃功能。

Description

农用收割机复合刀片制造方法
技术领域
本发明涉及一种离心铸造工艺，具体应用于刀具的生产制造，尤其是一种农用收割机复合刀片制造方法。
背景技术
农机行业的收割机械上需要使用大量的刀片，全国目前收割机的保有量为：小麦收割机40万台左右，水稻收割机25万台左右。每年使用的65Mn、T9的刀片达2～3千万片。近年来，我国农业机械化水平，特别是机械收割作业量和比例得到迅速的提高，牧草机刀片、玉米及青饲料收割机刀片、棉杆机械刀片、牧草喂入式条形刀片等易损件的使用量均随着主机产量的增长而快速增加。如全国目前玉米收割机保有量为4万台，青饲料收割机保有量为0.5万台，这些收割机的刀片，使用寿命亟待提高和解决。
目前我国在市场上大量应用的刀片主要以单金属材料为主，如65Mn、T8、T9和T10工具钢，经淬火+回火，或表面高频淬火热处理后使用。调质处理后刀片的整体硬度为HRC45～48，高频淬火后刀片使用的表面层硬度达到HRC48～56(如稻麦收割机刀片)。在二十世纪七、八十年代，农机有关单位曾试验研究、应用过45号钢经渗硼、碳氮共渗、软氮化等表面化学热处理工艺，通过表面强化手段来提高收割机刀片的使用寿命。有的单位也研制过采用表面堆焊、喷涂金属陶瓷粉末等方法，强化耐磨层，以提高刀片的使用寿命。目前国外的刀片仍以单金属65Mn2Si弹簧钢、T9和T10工具钢等为主。上述这些都为单金属刀片，国内的刀片都普遍存在硬度、耐磨性不高，使用寿命较低，一般最多使用两个收割季，常因为磨损严重而完全不能继续使用，而目前进口的刀具在国内使用时由于耕地内石块、金属等杂物较多，刀片本身性脆，多发生打刀现象而影响使用。每次更换一次刀片既费时又费力，严重影响工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种农用收割机复合刀片制造方法，通过该方法制造的复合刀片具有强韧性、高耐磨性，且其具有自磨刃功能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种农用收割机复合刀片制造方法，所述复合刀片由三层金属层组成，外层和内层均为低合金高强度结构钢，中层为马氏体不锈钢，所述制造方法的步骤为：
(1)离心浇注外层金属液：将低合金高强度结构钢加热到其液相线以上30～150℃，然后在离心管模内进行浇注，形成外层金属层；
(2)离心浇注中间层金属液：待外层金属层冷却至其液相线以下30～200℃时，开始浇注马氏体不锈钢金属液，形成中间金属层；
(3)离心浇注内层金属液：待中间金属层冷却至其液相线温度以下30～200℃时，开始浇注低合金高强度钢金属液，形成内层金属层；
(4)推管并进行热处理：待内层金属层温度为950～1000℃时推管，热装炉，退火温度为700～900℃，缓冷，得到离心坯；
(5)环轧辗扩：将上述热处理后的离心坯加热至1000～1230℃，然后在辗压机上轧制；
(6)热处理：将上述轧制后的离心坯进行退火热处理，退火温度为660～920℃；
(7)切割成型：用水刀切割或线切割将离心坯切割成成型金属刀片；
(8)将上述成型金属刀片进行热处理：先加热至780～1300℃，淬油，然后在150～590℃回火。
优选的，上述低合金高强度结构钢为16MnV、27SiMn或Q420，马氏体不锈钢为9Cr18MoV或9Cr18Mo。
进一步的，上述步骤(4)中具体的退火工艺为：当外层金属层和内层金属层为16MnV，中间金属层为9Cr18MoV时，为750～780℃×4h+700～730℃×8h；当外层金属层和内层金属层为27SiMn，中间金属层为9Cr18MoV时，为850～870℃×12h。
更进一步的，上述步骤(8)中加热温度为1050℃，淬油，然后在170～180℃低温回火。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过本发明方法制的复合刀片，其母材为低合金高强度结构钢，保证了刀片具有整体强韧性，使刀片可以承受各种载荷(包括冲击载荷)而不会断裂或局部脆断，刃口材料为高硬度、高耐磨性材料，经热处理后表面硬度可达HRC58～62，其使用寿命可比普通的65Mn钢、T9和T10工具钢刀具提高2～4倍；本方法制造的复合刀片外硬内韧，使用过程中具有自磨刃的效果，即当表面遭遇强烈磨损时，母材整体产生一定磨损，这样就可保证复合刀片在使用的过程中始终保持锋利的刃口。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
16MnV/9Cr18MoV/16MnV三层复合金属刀片的生产，外、中、内层厚度分别为38mm、15mm、35mm，管坯直径为269.9mm，长度为1605mm，16MnV液相线为1510℃，9Cr18MoV液相线为1440℃。
1、根据成品的性能要求进行选材，内、外层母材均选取低合金高强度结构钢16MnV，中间层选取高硬度的马氏体不锈钢9Cr18MoV。
2、可采用废钢作为主要原料，经电弧炉(中频炉)冶炼、VOD炉精炼，炼钢过程控制气体含量和夹杂物含量；熔炼后还应进行成分调节、去渣以及脱气处理。外层、内层和中层钢水熔炼成分(重量百分比)参见表1。
表1
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo   V
  16MnV   0.169   0.414   1.469   0.02565   0.01981   0.07127
  9Cr18MoV   1.1967   0.3569   0.4526   0.019   0.0107   20.286   1.2488   0.103
注：表1中，余量元素为铁。
3、离心机管模经过低温预热至200℃后，需在内表面喷上一层较薄的水基锆英粉与石英粉组成的耐热高强度涂料，同时上好两端挡板，低速旋转，低温烘烤，等待浇铸。
4、分层离心浇注金属液，首先浇注外层金属液，将管模转速提高到860rpm，在1570℃时浇注外层16MnV金属液，管模外喷水进行冷却，待外层金属层内表面温度降至1410℃，将管模转速提高到1047rpm，浇注中间的9Cr18MoV金属液，管模外喷水冷却，待中间金属层内表面温度降至1340℃后，将管模转速提高到1315rpm，浇注内层16MnV金属液，管模外喷水冷却，浇注过程中进行惰性气体保护。本发明中管模的转速根据管模内径和钢种确定(实施例2同)，一般重力倍数在50～200G，管模转速
Figure BSA00000288532800041
其中R为管坯内半径，公式中G带入50～200。
5、管坯内表面温度950～1000℃温度推管，热装炉进行退火热处理，退火工艺为750～780℃×4h+700～730℃×8h，缓冷。
6、将上述处理后的离心管坯内外表面及端面都进行机械加工。外表面由于涂料的原因将形成均匀的凸刺状，内表面由于离心力的排渣作用存有薄薄的渣层。机加工之后取样进行性能检验及整体探伤，达到完全合格后入库；
7、加工后的离心管坯要经过环轧辗扩工艺轧制。具体为：先将16MnV/9Cr18MoV/16MnV三层金属离心管坯在加热炉中加热到1170℃～1190℃；然后在辗轧机上进行辗扩轧制，轧制厚度可以满足刀具的要求，该技术制造坯料的表面质量好，材料利用率高。环形炉的加热控制情况参见表2。
表2
8、轧制后的坯料要进行退火热处理和矫直。轧制后的坯料存在应力，需要进行退火处理，以消除应力和便于刀具的切割加工。退火热处理工艺为：将轧制后的管子加热至800～850℃，缓冷；
9、采用水刀切割或线切割等无热反应区的切割方法将轧制后的坯料进行切割，然后采用油压机或水压机等压力设备进行锻平处理，再加工出成型金属刀具；
10、对上述成型金属刀具进行淬火+低温回火热处理。淬火工艺为：1050℃淬油，油冷，低温回火工艺为：170～180℃回火。
实施例2
27SiMn/9Cr18MoV/27SiMn三层金属复合刀片的生产，外、中、内层厚度分别为38mm、15mm、35mm，管坯直径为319.3mm，长度为1655mm，27SiMn的液相线为1497℃，9Cr18MoV的液相线为1440℃。
1、根据成品的性能要求进行选材，内外层母材选取高强度钢27SiMn，中间层工作层选取高硬度马氏体不锈钢9Cr18MoV。
2、采用废钢作为主要原料，经电弧炉(中频炉)冶炼、VOD炉精炼，炼钢过程控制气体含量和夹杂物含量；熔炼后还应进行成分调节、去渣以及脱气处理。外层、内层和中层钢水熔炼成分(重量百分比)参见表3。
表3
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo   V
  27SiMn   0.251   1.225   1.313   0.02845   0.01816
  9Cr18MoV   1.1823   0.5438   0.5226   0.0201   0.0187   21.328   1.2512   0.112
注：表3中余量元素为铁。
3、离心机管模经过低温预热至200℃后，需在内表面喷上一层较薄的水基锆英粉与石英粉的耐热高强度涂料，同时上好两端挡板，低速旋转，低温烘烤，等待浇铸。
4、分层离心浇注金属液，首先浇注外层钢液，将管模转速提高到760rpm，在1580℃时离心浇注外层27SiMn金属液，管模外喷水冷却，待外层金属层内表面温度降至1400℃，将管模转速提高到907rpm，浇注中间的9Cr18MoV金属液，管模外喷水冷却，待中间金属层内表面温度降至1340℃后，将管模转速提高到1101rpm，浇注内层的27SiMn金属液，管模外喷水冷却，浇注过程中进行惰性气体保护。
5、管坯内表面温度950～1000℃温度推管，热装炉进行退火热处理，退火工艺为850～870℃×12h，缓冷。
6、将上述处理后的离心管坯内外表面及端面都进行机械加工。外表面由于涂料的原因将形成均匀的凸刺状，内表面由于离心力的排渣作用存有薄薄的渣层。机加工之后取样进行性能检验及整体探伤，达到完全合格后入库；
7、加工后的离心管坯要经过环轧辗扩工艺轧制。具体为：先将27SiMn/9Cr18MoV/27SiMn三层金属离心坯在加热炉中加热到1170℃～1190℃；然后在辗轧机上进行辗扩轧制，轧制厚度可以满足刀具的要求，该技术制造坯料的表面质量好，材料利用率高。加环形炉的加热控制情况参见表4。
表4
8、轧制后的坯料要进行退火热处理和矫直。轧制后的坯料存在应力，需要进行退火处理，以消除应力和便于刀具的切割加工。退火热处理工艺为：将轧制后的管子加热至850～870℃，缓冷；
9、采用水刀切割或线切割等无热反应区的切割方法对轧制后的坯料进行切割，然后采用油压机或水压机等压力设备进行锻平处理，再加工出成型刀具；
10、对上述成型刀具进行淬火+低温回火热处理。淬火工艺为：1050℃淬油，油冷，低温回火工艺为：170～180℃回火。
本农用收割机复合刀片的制造，主要是考虑目前刀具行业存在的刀片硬度高则容易打刀，硬度低则容易磨损过快，目前发明的复合刀片充分考虑了这两种情况，内外层采用低合金高强度钢或优质碳素结构钢、低合金结构钢、合金结构钢等强度、韧性综合性能较好的钢种，其主要作用是保证复合刀片的整体强韧性，在刀片工作过程中不容易发生打刀或刀片变形的情况，如，16MnV、27SiMn、Q420等钢种，而中间层采用淬火硬度大于HRC55以上的轴承钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢及马氏体不锈钢等，其作用主要是利用其高硬度达到高耐磨性，保证刀片刃口的锋利，例如9Cr18Mo、9Cr18MoV等。

Claims (4)

1.一种农用收割机复合刀片制造方法，其特征在于：所述复合刀片由三层金属层组成，外层和内层均为低合金高强度结构钢，中层为马氏体不锈钢，所述制造方法的步骤为：
(1)离心浇注外层金属液：将低合金高强度结构钢加热到其液相线以上30～150℃，然后在离心管模内进行浇注，形成外层金属层；
(2)离心浇注中间层金属液：待外层金属层冷却至其液相线以下30～200℃时，开始浇注马氏体不锈钢金属液，形成中间金属层；
(3)离心浇注内层金属液：待中间金属层冷却至其液相线温度以下30～200℃时，开始浇注低合金高强度结构钢金属液，形成内层金属层；
(4)推管并进行热处理：待内层金属层温度为950～1000℃时推管，热装炉，退火温度为700～900℃，缓冷，得到离心坯；
(5)环轧辗扩：将上述热处理后的离心坯加热至1000～1230℃，然后在辗压机上轧制；
(6)热处理：将上述轧制后的离心坯进行退火处理，退火温度为660～920℃；
(7)切割成型：用水刀切割或线切割将离心坯切割成成型金属刀片；
(8)将上述成型金属刀片进行热处理：先加热至780～1300℃，淬油，然后在150～590℃回火。
2.根据权利要求1所述的农用收割机复合刀片制造方法，其特征在于：所述低合金高强度结构钢为16MnV、27SiMn或Q420，所述马氏体不锈钢为9Cr18MoV或9Cr18Mo。
3.根据权利要求2所述的农用收割机复合刀片制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中具体的退火工艺为：当外层金属层和内层金属层为16MnV，中间金属层为9Cr18MoV时，为750～780℃×4h+700～730℃×8h；当外层金属层和内层金属层为27SiMn，中间金属层为9Cr18MoV时，为850～870℃×12h。
4.根据权利要求3所述的农用收割机复合刀片制造方法，其特征在于：所述步骤(8)中加热温度为1050℃，淬油，然后在170～180℃低温回火。
CN2010102959306A 2010-09-29 2010-09-29 农用收割机复合刀片制造方法 Expired - Fee Related CN102126007B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102959306A CN102126007B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 农用收割机复合刀片制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102959306A CN102126007B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 农用收割机复合刀片制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102126007A true CN102126007A (zh) 2011-07-20
CN102126007B CN102126007B (zh) 2012-09-12

Family

ID=44264429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102959306A Expired - Fee Related CN102126007B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 农用收割机复合刀片制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102126007B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102310184A (zh) * 2011-09-27 2012-01-11 新兴铸管股份有限公司 耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板
CN103692169A (zh) * 2013-12-25 2014-04-02 魏周 一种小麦联合收割机刀片的加工方法
CN104259757A (zh) * 2014-08-15 2015-01-07 安庆创跃电器有限公司 一种割草机刀片的加工工艺
CN104400372A (zh) * 2014-10-31 2015-03-11 河南平高电气股份有限公司 圆弧后角成形刀片加工方法
CN105127705A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 安庆创跃电器有限公司 一种修剪刀片锻造工艺
CN106508249A (zh) * 2016-10-21 2017-03-22 上海工程技术大学 一种水葫芦横向剪切装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002331352A (ja) * 2001-05-09 2002-11-19 Mitsubishi Materials Corp タービンブレードの製造方法
CN1396040A (zh) * 2002-03-07 2003-02-12 南京理工大学 高速钢与低碳钢复合刀片制造工艺
CN101240403A (zh) * 2008-01-30 2008-08-13 中国科学院金属研究所 一种高速钢复合轧辊及其铸造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002331352A (ja) * 2001-05-09 2002-11-19 Mitsubishi Materials Corp タービンブレードの製造方法
CN1396040A (zh) * 2002-03-07 2003-02-12 南京理工大学 高速钢与低碳钢复合刀片制造工艺
CN101240403A (zh) * 2008-01-30 2008-08-13 中国科学院金属研究所 一种高速钢复合轧辊及其铸造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102310184A (zh) * 2011-09-27 2012-01-11 新兴铸管股份有限公司 耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板
CN103692169A (zh) * 2013-12-25 2014-04-02 魏周 一种小麦联合收割机刀片的加工方法
CN103692169B (zh) * 2013-12-25 2016-08-17 魏周 一种小麦联合收割机刀片的加工方法
CN104259757A (zh) * 2014-08-15 2015-01-07 安庆创跃电器有限公司 一种割草机刀片的加工工艺
CN104400372A (zh) * 2014-10-31 2015-03-11 河南平高电气股份有限公司 圆弧后角成形刀片加工方法
CN105127705A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 安庆创跃电器有限公司 一种修剪刀片锻造工艺
CN106508249A (zh) * 2016-10-21 2017-03-22 上海工程技术大学 一种水葫芦横向剪切装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102126007B (zh) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102126007B (zh) 农用收割机复合刀片制造方法
CN102251187B (zh) 一种含有高速钢的挤压辊的生产方法
CN102443741B (zh) 用于球磨机的钢球的制造方法
CN102268601B (zh) 50Cr3MoV支承辊用钢和热处理方法
CN109266826B (zh) 低碳化物网状级别GCr15轴承圆钢的生产方法
CN102581145A (zh) 一种制造高硬度、高耐磨性预弯机下模的方法
CN112676372B (zh) 多层刀具用复合钢板及其制备方法
JP5226083B2 (ja) 高合金冷間ダイス鋼
CN104532140B (zh) 一种大尺寸盾构机轴承套圈用钢及其热处理方法
CN106521361A (zh) 一种高性能耐磨钢板及其生产方法
CN101880836B (zh) 一种含硼模具钢及其热处理方法
CN103045949B (zh) 内口直径大于220mm的大型船用高强度耐腐蚀不锈钢排气阀座
CN1330787C (zh) 盾构机盘形滚刀刀圈及其制造方法
CN109023104B (zh) 4Cr13塑料模具钢及其制备方法
CN108660361B (zh) 热轧无缝钢管用高速钢辊环及其制备方法
CN103589850B (zh) 破鳞拉矫机工作辊的制造方法
CN104561817A (zh) 一种高铬钢支承辊及制备方法
CN113215489A (zh) 一种高强塑性低铬节镍型双相不锈钢及其拉伸制备方法
CN103451564B (zh) 一种大型挖掘机高强度耐磨斗唇的加工方法
CN103789688A (zh) 一种落料模用冷作模具钢的热处理方法
CN102310184A (zh) 耐磨复合钢板的制造方法及制备的复合钢板
CN109280860A (zh) 一种分切淋膜纸用的耐磨损刀片及其加工工艺
CN111647797B (zh) 一种高速工具钢及其钢热处理方法
CN104451382B (zh) 耐磨型钢及耐磨刀板
CN104233101B (zh) 一种滚切式双边剪及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120912

Termination date: 20170929

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee