CN105710735A - 一种硬质合金刀片超声波钝化装置及钝化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硬质合金刀片超声波钝化装置及钝化方法，本发明的硬质合金刀片超声波钝化装置包括传送带、超声波机、质检装置、第一清洗机构和第二清洗机构；传输带穿过超声波机；超声波机内设有超声波发生器和钝化溶液，传送带位于超声波机内的部分浸在钝化溶液内；超声波机上设有充气气管；第一清洗机构和第二清洗机构位于传送带的上方，第一清洗机构和第二清洗机构分别置于超声波机的两侧；传送带的尾端设有质检装置。本发明利用超声波微观爆炸推动钝化溶液的磨粒对工件的切削效果作用到硬质合金刀片的刃口使之钝化，钝化均匀，在刃口钝化的同时，利用超声波的空化效应对硬质合金刀片刃口的材料起到硬化作用，提高了硬质合金刀片的使用寿命。

Description

一种硬质合金刀片超声波钝化装置及钝化方法

技术领域

本发明属于超硬材料的加工及表面处理技术领域，具体是涉及一种硬质合金刀片超声波钝化装置及钝化方法。

背景技术

在现代机械加工行业中，硬质合金的应用越来越广泛，硬质合金的应用是推动切削加工技术发展的一个关键因素。刀具存在以下两种情况时，需对刀具刃口钝化来改善刀具刃口状况：1）刀具在压制、烧结、磨削后刃口微观上有缺口（微小崩刃和锯口）；2）刀具刃口既要锋利又要确保其足够的强度时。刀具的刃口钝化质量是决定硬质合金刀具质量一个重要因素，因而，刀具的刃口钝化技术在现代机械加工行业中占有举足轻重的地位。

按操作方式，现有的硬质合金刀片刃口钝化方式可以分为手工钝化和机械钝化两种方式。手工钝化几乎完全依据操作人员的经验，熟练工人能使刀具具有良好的使用效果，能够在一定程度上提高刀具的使用寿命，但是这种方式人为因素对其质量影响较大，质量不稳定，而且存在操作复杂和效率低下等问题。应用较为广泛的机械钝化方式为磨料钝化，该方法是将细颗粒的研磨剂粘结涂覆于尼龙材料的磨轮上，然后将钝化磨轮对刀具刃口进行往复走刀。钝化时间为3-5分钟，这种方法对刀具刃口的钝化效果较好，但是由于尼龙刷磨轮在工作时刀具刃口受力不均，钝化质量不稳定。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、使得刀具刃口钝化均匀，且能够提高刀具使用寿命的硬质合金刀片超声波钝化装置及钝化方法。

本发明是采用的技术方案是：一种硬质合金刀片超声波钝化装置，包括传送带、超声波机、质检装置、第一清洗机构和第二清洗机构；所述的传输带穿过超声波机；所述的超声波机内设有超声波发生器和钝化溶液，传送带位于超声波机内的部分浸在钝化溶液内；超声波机上设有充气气管；第一清洗机构和第二清洗机构位于传送带的上方，第一清洗机构和第二清洗机构分别置于超声波机的两侧；传送带的尾端设有质检装置。

上述的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置中，所述的钝化溶液由磨粒和水混合而成，磨粒的质量浓度为15-20％。

上述的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置中，磨粒采用的是直径1μm-3μm的SiC晶粒。

一种利用上述的硬质合金刀片超声波钝化装置的硬质合金刀片超声波钝化方法，包括如下步骤：

1）将硬质合金刀片通过夹具安装在传送带上；

2）通过传送带将硬质合金刀片传送至第一清洗机构进行清洗；

3）将清洗完毕的硬质合金刀片传送至超声波机，使硬质合金刀片对应于超声波发生器的头部，开启超声波机进行钝化；

4）将完成钝化的硬质合金刀片传送至第二清洗机构进行清洗并风干；

5）传送带将清洗、风干后的合金刀片运送至质检装置进行质检，并将信息回馈。

上述的硬质合金刀片超声波钝化方法中，步骤3）中，所述超声波发生器发射的超声波频率为20-25KHz，功率为1-2KW。

上述的硬质合金刀片超声波钝化方法中，步骤3）中，超声波机上的充气气管与超声波发生器同步开启；钝化时间为1-2min。

上述的硬质合金刀片超声波钝化方法中，步骤4）中，采用含皂液质量浓度为0.1％的自来水冲洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置设有超声波机，超声波机内设有超声波发生器和钝化溶液，利用超声波微观爆炸推动钝化溶液的磨粒对工件的切削效果作用到硬质合金刀片的刃口使之钝化，钝化均匀，使硬质合金刀片刃口微观形成规则的圆弧状，且圆弧角度大小可控，在刃口钝化的同时，利用超声波的空化效应对硬质合金刀片刃口的材料起到硬化作用，提高了硬质合金刀片的使用寿命。

2)本发明的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置的超声波机上设有充气气管，可以对钝化溶液充气，形成气固液三相磨粒流，有效促进微气泡的爆破和产生，提高磨粒对硬质合金刀片的微磨削效率，在提升钝化效率同时，可对硬质合金刀片表面抛光，更为重要的是，在超声波空化效应的剧烈冲击下，刃口表面晶格发生变化，生成孪晶，可强化硬质合金刀片刃口的强度。

附图说明

图1为本发明的硬质合金刀片超声波钝化装置的结构示意图。

图2为本发明的硬质合金刀片超声波钝化方法的原理示意图。

图中：1-传送带，2-硬质合金刀片，3-第一清洗机构，4-超声波机，41-超声波发生器，42-钝化溶液，43-充气气管，5-质检装置，6-第二清洗机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

如图1所示，本发明包括传送带1、超声波机4、质检装置5、第一清洗机构3及第二清洗机构6。所述的传输带1穿过超声波机4；所述的超声波机4内设有超声波发生器41和钝化溶液42，传送带1位于超声波机4内的部分浸在钝化溶液42内。钝化溶液42由磨粒和水混合而成，磨粒采用的是直径1μm-3μm的SiC晶粒，其质量浓度为15-20％。利用超声波微观爆炸推动钝化溶液42的磨粒对工件的切削效果作用到硬质合金刀片2的刃口，使之钝化，钝化均匀，使硬质合金刀片2刃口微观形成规则的圆弧状，且圆弧角度大小可控，在刃口钝化的同时，利用超声波的空化效应对硬质合金刀片2刃口的材料起到硬化作用，提高了硬质合金刀片2的使用寿命。

超声波机4上还设有充气气管43，充气气管43可以往钝化溶液42内充气，形成气固液三相磨粒流，有效促进微气泡的爆破和产生，提高磨粒对硬质合金刀片2的微磨削效率，在提升钝化效率同时，可对硬质合金刀片2表面抛光，更为重要的是，在超声波空化效应的剧烈冲击下，刃口表面晶格发生变化，生成孪晶，可强化硬质合金刀片2刃口的强度。传送带1的上方设有第一清洗机构3和第二清洗机构6，第一清洗机构3和第二清洗机构6分别置于超声波机4的两侧。所述的质检装置5设置在传送带1的尾端。

如图2所示，本发明的硬质合金刀片超声波钝化装置用于对硬质合金刀片2钝化的具体实施步骤包括：

1）将硬质合金刀片2放置在专用夹具上，专用夹具安装在传送带1上。

2）通过传送带1将硬质合金刀片2传送至第一清洗机构3进行清洗。清洗液为根据不同硬质合金刀片2生产配置的清洗液，清洗时间约为1min。

3）超声波钝化，将清洗完毕的硬质合金刀片2传送至超声波机4，使硬质合金刀片对应于超声波发生器41的头部，开启超声波机4进行钝化。

超声波机4侧面的充气气管43与超声波发生器41同步开启；钝化时间为1-2min。所述超声波发生器41发射的超声波频率为20-25KHz，功率为1-2KW。

4）将完成钝化的硬质合金刀片2传送至第二清洗机构6进行清洗并风干。第二清洗机构6采用含皂液质量浓度为0.1％的自来水冲洗，清洗温度为室温，清洗时间约为1min；热风烘干，时间1-2min。

5）检测，传送带1将清洗、风干后的硬质合金刀片2输送至质检装置5进行质检，并将信息回馈。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参考上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种硬质合金刀片超声波钝化装置，其特征是：包括传送带、超声波机、质检装置、第一清洗机构和第二清洗机构；所述的传输带穿过超声波机；所述的超声波机内设有超声波发生器和钝化溶液，传送带位于超声波机内的部分浸在钝化溶液内；超声波机上设有充气气管；第一清洗机构和第二清洗机构位于传送带的上方，第一清洗机构和第二清洗机构分别置于超声波机的两侧；传送带的尾端设有质检装置。

2.根据权利要求1所述的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置，其特征是：所述的钝化溶液由磨粒和水混合而成，磨粒的质量浓度为15-20％。

3.根据权利要求1或2所述的硬质合金刀片超声波钝化及抛光装置，其特征是：磨粒采用的是直径1μm-3μm的SiC晶粒。

4.一种利用根据权利要求1、2或3所述的硬质合金刀片超声波钝化装置的硬质合金刀片超声波钝化方法，包括如下步骤：

1）将硬质合金刀片通过夹具安装在传送带上；

2）通过传送带将硬质合金刀片传送至第一清洗机构进行清洗；

3）将清洗完毕的硬质合金刀片传送至超声波机，使硬质合金刀片对应于超声波发生器的头部，开启超声波机进行钝化；

4）将完成钝化的硬质合金刀片传送至第二清洗机构进行清洗并风干；

5）传送带将清洗、风干后的合金刀片运送至质检装置进行质检，并将信息回馈。

5.根据权利要求4所述的硬质合金刀片超声波钝化方法，步骤3）中，所述超声波发生器发射的超声波频率为20-25KHz，功率为1-2KW。

6.根据权利要求4或5所述的硬质合金刀片超声波钝化方法，步骤3）中，超声波机上的充气气管与超声波发生器同步开启；钝化时间为1-2min。

7.根据权利要求4所述的硬质合金刀片超声波钝化方法，步骤4）中，采用含皂液质量浓度为0.1％的自来水冲洗。