CN103100834A - 一种硬质合金钢复合刀具的制造方法 - Google Patents

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田晓羽
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一种硬质合金钢复合刀具的制造方法，它涉及一种刀具的制造方法，具体涉及一种硬质合金钢复合刀具的制造方法。本发明为了解决现有方法制造的硬质合金刀具在工作过程接头易于开裂，且工作温度低，生产成本高的问题。本发明的具体步骤为：根据硬质合金刀条待焊表面的尺寸制作两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板和一个铜箔片；按照由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板、铜箔片、由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板的顺序叠加起来组成复合中间层，再将硬质合金刀条和复合中间层由上至下依次安装在钢制刀板上的刀槽内；将待焊结构卡装在石墨卡具上；将待焊结构和石墨卡具放置在真空钎焊炉中进行钎焊。本发明用于制造硬质合金钢复合刀具。

Description

一种硬质合金钢复合刀具的制造方法
技术领域
本发明涉及一种刀具的制造方法，具体涉及一种硬质合金钢复合刀具的制造方法。
背景技术
切削加工是木材加工工业生产中最重要的工艺之一，随着加工技术不断进步，工件原料的不断多样化以及加工设备自动化程度的不断提高，对切削刀具工艺性能的要求也越来越高。作为木材加工产业大国，开发先进木工切削刀具制作方法，改善刀具工艺性能，对增加木材加工产业科技含量，提升产业核心竞争力具有重要意义。
硬质合金是由硬度极高的难熔金属碳化物如WC等，以Co作为粘结剂烧结制成的粉末冶金制品，其硬度高，耐磨性好，且具有良好的高温塑性，能耐高达800～1000℃的切削温度，目前已成为制备木工切削刀具的主要材料。但硬质合金价格较高，且抗弯强度和抗冲击韧性均较差，为节约成本，提高刀具使用性能，多采用焊接方法以钢材作为基本制备复合结构产品。专利CN1439482A公开了一种长薄条形硬质合金木工刀具的焊接方法，该方法采用高频钎焊连接硬质合金刀条及钢制刀板，但由于硬质合金与钢线膨胀系数差异较大，因此焊后接头残余应力集中较为严重，工作过程中接头易于发生开裂。此外，该方法选择了使用温度较低而价格较高的银基钎料及黄铜钎料，从而限制了焊后刀具的工作温度，增加了生产成本。
发明内容
本发明为解决现有方法制造的硬质合金刀具在工作过程接头易于开裂，且工作温度低，生产成本高的问题，进而提出一种硬质合金钢复合刀具的制造方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的具体步骤如下：
步骤一、根据硬质合金刀条待焊表面的尺寸制作两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板和一个铜箔片；
步骤二、使用不同型号的砂纸对硬质合金刀条、钢制刀板的待焊表面、铜箔片的上表面和下表面进行逐级打磨以去除氧化膜；
步骤三、将打磨后的硬质合金刀条、两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板、铜箔片、钢制刀板放入丙酮溶液中进行超声清洗并烘干；
步骤四、按照由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板、铜箔片、由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板的顺序叠加起来组成复合中间层，再将硬质合金刀条和复合中间层由上至下依次安装在钢制刀板上的刀槽内，硬质合金刀条、复合中间层、钢制刀板组成待焊结构；
步骤五、将待焊结构卡装在石墨卡具上；
步骤六、将待焊结构和石墨卡具放置在真空钎焊炉中进行钎焊，真空钎焊炉内真空度保持在5.0×10-3Pa以上，钎焊温度为990℃～1200℃，保温时间为10min～60min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～100℃/min；
步骤七、当炉内温度降至200℃以下时，开炉取件。
本发明的有益效果是：本发明采用真空炉中钎焊方法对硬质合金刀条与钢制刀板进行连接，配合铜箔片中间层的添加，可有效降低接头残余应力，增加接头强度，从而大大提高了刀具使用可靠性，延长刀具使用寿命。同时，由于接头残余应力的降低，以及外加卡具的作用，使焊后刀具变形程度大大降低，为刀具焊后矫形带来了极大的便利。此外，由于可同时在一炉中进行多规格大批量刀具的焊接，大大提高了生产效率，节约了生产成本，因此，本发明对高性能木工切削刀具的工业化大批量生产具有重要意义；本发明可实现长度150mm～1500mm、宽度5mm～50mm、厚度0.5mm～5mm的硬质合金刀具与长度150mm～1500mm、宽度20mm～200mm、厚度2mm～20mm的钢制刀板的焊接。
附图说明
图1是本发明中待焊结构的分解示意图，图2是待焊结构安装在卡具上时的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法的具体步骤如下：
步骤一、根据硬质合金刀条1待焊表面的尺寸制作两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2和一个铜箔片3；
步骤二、使用不同型号的砂纸对硬质合金刀条1、钢制刀板4的待焊表面、铜箔片3的上表面和下表面进行逐级打磨以去除氧化膜；
步骤三、将打磨后的硬质合金刀条1、两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2、铜箔片3、钢制刀板4放入丙酮溶液中进行超声清洗并烘干；
步骤四、按照由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2、铜箔片3、由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2的顺序叠加起来组成复合中间层，再将硬质合金刀条1和复合中间层由上至下依次安装在钢制刀板4上的刀槽4-1内，硬质合金刀条1、复合中间层、钢制刀板4组成待焊结构；
步骤五、将待焊结构卡装在石墨卡具上；
步骤六、将待焊结构和石墨卡具放置在真空钎焊炉中进行钎焊，真空钎焊炉内真空度保持在5.0×10-3Pa以上，钎焊温度为990℃～1200℃，保温时间为10min～60min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～100℃/min；
步骤七、当炉内温度降至200℃以下时，开炉取件。
本实施方式中的步骤二中使用80号砂纸、200号砂纸、400号砂纸、600号砂纸对硬质合金刀条1、钢制刀板4的待焊表面、铜箔片3的上表面和下表面进行逐级打磨并去掉氧化膜。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法的步骤一中由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2的厚度为20μm～120μm，其中单层BNi2钎料箔片的厚度为20μm。
本实施方式的技术效果是：可保证刀具接头焊缝被钎料完全填充。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法的步骤一中铜箔片3的厚度为0μm～150μm。
本实施方式的技术效果是：刀具接头残余应力可通过塑性铜箔得到有效降低。
其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
实施例
实施例一、本实例中待焊的硬质合金刀条1的长度为300mm，宽度为15mm，厚度为1.3mm，钢制刀板4的长度为300mm，宽度维40mm，厚度为3.2mm；由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2的厚度20μm～60μm，铜箔片3厚度50μm～100μm；所选钎焊温度为1040℃～1140℃，保温时间为20min～40min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～50℃/min。
实施实例二：本实例中待焊的硬质合金刀条1的长度为200mm，宽度为10mm，厚度为1mm，钢制刀板4的长度为200mm，宽度维22mm，厚度为2.4mm；由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2的厚度20μm～40μm，铜箔片3厚度0μm～20μm；所选钎焊温度为1020℃～1060℃，保温时间为30min～60min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～20℃/min。
实施实例三：本实例中待焊的硬质合金刀条1的长度为1000mm，宽度为55mm，厚度为3mm，钢制刀板4的长度为1000mm，宽度维120mm，厚度为7mm；由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板2的厚度40μm～100μm，铜箔片3厚度200μm～400μm；所选钎焊温度为1060℃～1200℃，保温时间为30min～60min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～100℃/min。
实施实例四：本实例与实例二不同的是所用铜箔片3的厚度为50μm～100μm，所选保温时间为20min～40min，降温速率为2℃/min～50℃/min，其余参数与实例二相同。
实施实例五：本实例与实例三不同的是所用铜箔片3的厚度为50μm～100μm，所选焊接温度为1060℃～1140℃，保温时间为20min～40min，降温速率为2℃/min～50℃/min，其余参数与实例三相同。

Claims (3)

1.一种硬质合金钢复合刀具的制造方法，其特征在于：所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法的具体步骤如下：
步骤一、根据硬质合金刀条(1)待焊表面的尺寸制作两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板(2)和一个铜箔片(3)；
步骤二、使用不同型号的砂纸对硬质合金刀条(1)、钢制刀板(4)的待焊表面、铜箔片(3)的上表面和下表面进行逐级打磨以去除氧化膜；
步骤三、将打磨后的硬质合金刀条(1)、两个由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板(2)、铜箔片(3)、钢制刀板(4)放入丙酮溶液中进行超声清洗并烘干；
步骤四、按照由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板(2)、铜箔片(3)、由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板(2)的顺序叠加起来组成复合中间层，再将硬质合金刀条(1)和复合中间层由上至下依次安装在钢制刀板(4)上的刀槽(4-1)内，硬质合金刀条(1)、复合中间层、钢制刀板(4)组成待焊结构；
步骤五、将待焊结构卡装在石墨卡具上；
步骤六、将待焊结构和石墨卡具放置在真空钎焊炉中进行钎焊，真空钎焊炉内真空度保持在5.0×10-3Pa以上，钎焊温度为990℃～1200℃，保温时间为10min～60min，升温速率为5℃/min～100℃/min，降温速率为2℃/min～100℃/min；
步骤七、当炉内温度降至200℃以下时，开炉取件。
2.根据权利要求1所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法，其特征在于：步骤一中由多层BNi2钎料箔片组成的钎料连接板(2)的厚度为20μm～120μm，其中单层BNi2钎料箔片的厚度为20μm。
3.根据权利要求1所述一种硬质合金钢复合刀具的制造方法，其特征在于：步骤一中铜箔片(3)的厚度为0μm～150μm。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130515