CN105750855A - 一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法 - Google Patents

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崔新亮
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools

Abstract

本发明公开了一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，运用熔模铸造工艺生产三金属复合板，其中三金属复合板由内中外三层合金组成；对三金属复合板进行机加工；将机加工后的板坯料进行高温加热到；运用热轧机将加热后的坯料轧制到需要的厚度；采用冷轧机最后轧制成型；采用加工设备将三金属复合板加工成需要的刀具；采用热处理工艺将刀具进行热处理，即制得成品刀具。经过本发明制造的三金属复合刀具，可以有效提高刀具成材率；由于刀具的生产工艺稳定性好，大大降低生产成本；高强度的工具钢与高韧性低合金钢完全冶金熔合层，结合强度高，性能优势互补，大大提高了适应寿命。

Description

一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法
技术领域
本发明涉及复合刀具技术领域，具体是一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法。
背景技术
复合刀具是指采用特定的加工工艺，将两种以上具有不同性能的合金材料加工到一起，以获得具有良好的综合性能的刀具。其综合性能优越，强度高、抗冲击能力好，适应于更为复杂的工况条件。因为复合刀具具有高强、高柔韧性，可用于大型联合收割机、制糖工业、大型犁地机犁头等。
复合刀具与普通的高强度刀具相比，具有良好的冲击韧性，适合于复杂工况。高强、高柔韧性刀具制作工艺难度大，是世界复合刀具研究的重要课题，是一个国家复合板材生产技术水平的重要标志。
常见的刀具制作合金有2Cr13、9Cr18MoV，由于9Cr18MoV合金塑性差，抗冲击韧性差，在使用过程中容易出现崩坏或裂纹。目前三金属刀具的加工方式较少，而且热加工工艺控制难度大，成型率不易保证，成材率较低。目前三金属刀具生产尚不能完全工业化生产，因此进一步摸索其成型工艺具有划时代的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，具体步骤如下：
(1)运用熔模铸造工艺生产三金属复合板，其中三金属复合板由内中外三层合金组成；
①将中间层金属加工到既定的形状，作为熔模铸造型腔的芯子部分，制成带芯子的熔模模型；将熔模模型放入烘干室脱蜡烘干，然后进还原性气氛预热炉加热到600～700℃，开始浇注外层合金液；
②将外层合金液浇入熔模模型内，浇注完后冷却，待合金液完全凝固后，取出三金属复合刀具板；
③将内层合金液通入管模内离心浇注，浇注完后冷却，待外层、中间层和内层全部凝固后停止冷却，此时内层、中间层和外层已达到完全冶金熔合；
(2)对三金属复合板进行机加工；
(3)将机加工后的板坯料均匀加热到1050～1200℃；
(4)运用热轧机将加热后的坯料进行一次轧制或多次轧制到需要的厚度；
(5)采用冷轧机最后轧制成型；
(6)采用加工设备将三金属复合板加工成需要的刀具；
(7)采用热处理工艺将刀具进行热处理，即制得成品刀具。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(6)中，替换为将三金属复合板加工成需要的功能板。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(7)中，对三金属复合刀具进行调质处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：经过该工艺制造的三金属复合刀具，可以有效提高刀具成材率；同时，由于刀具的生产工艺稳定性好，大大降低了生产成本。此外，高强度的工具钢与高韧性低合金钢完全冶金熔合层，结合强度高，性能优势互补，大大提高了适应寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
三金属复合刀具材质为2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13，外层、内层材质为2Cr13，中层材质为9Cr18MoV。
三金属复合刀具的外层、内层和中的化学成分符合表1要求，复合板坯浇注规格为长600mm×宽800mm×240mm【厚(90mm+中层60mm+内层90mm)】。
表12Cr13/9Cr18MoV/2Cr13复合管成分/质量分数(％)
具体生产步骤如下：
(1)运用熔模铸造工艺生产三金属复合板
①将9Cr18MoV加工成600mm×800mm×60mm板材，作为熔模铸造型腔的芯子部分，制做带芯子的熔模模型；将熔模模型放入烘干室脱蜡烘干，然后进还原性气氛预热炉加热到600℃～700℃，开始浇注2Cr13合金液；
②将2Cr13合金液浇入熔模模型内，浇注完后冷却，待合金液完全凝固后取出，得到600mm×800mm×240mm的三金属复合板坯；
③待外层和内层全部凝固后停止冷却，此时内层、中间层和外层已达到完全冶金熔合；
(2)三金属复合板机加工
将铸造出的三金属刀具复合板坯，加工掉浇道部分，去除表面的气孔、粘砂等缺陷，制备出规格为长600mm×宽800mm×236mm【(外层88mm+中间层60mm+内层88mm)】的三金属复合板坯料；
(3)坯料轧制前的加热
将机加工后的三金属复合板均匀加热到1050～1200℃；
(4)采用热轧机将加热后的坯料轧制到需要的厚度
经过两道次热变形，将板坯轧制到40密码厚的三金属刀具板；
(5)采用冷轧机最后轧制成型
采用冷轧机将板坯轧制到2.8mm厚，形成三金属刀具坯；
(6)采用加工设备将三金属复合刀具坯加工成需要的刀具
采用加工设备将三金属刀具坯加工到一定的尺寸，形成收割刀具或甘蔗切割刀具。
(7)采用调质工艺将刀具进行热处理，制得成品刀具
一般工艺：800～920℃退火，缓冷，然后1050～1075℃淬火，油冷，100～200℃回火，空冷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (3)

1.一种高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）运用熔模铸造工艺生产三金属复合板，其中三金属复合板由内中外三层合金组成；
①将中间层金属加工到既定的形状，作为熔模铸造型腔的芯子部分，制成带芯子的熔模模型；将熔模模型放入烘干室脱蜡烘干，然后进还原性气氛预热炉加热到600～700℃，开始浇注外层合金液；
②将外层合金液浇入熔模模型内，浇注完后冷却，待合金液完全凝固后，取出三金属复合刀具板；
③将内层合金液通入管模内离心浇注，浇注完后冷却，待外层、中间层和内层全部凝固后停止冷却，此时内层、中间层和外层已达到完全冶金熔合；
（2）对三金属复合板进行机加工；
（3）将机加工后的板坯料均匀加热到1050～1200℃；
（4）运用热轧机将加热后的坯料进行一次轧制或多次轧制到需要的厚度；
（5）采用冷轧机最后轧制成型；
（6）采用加工设备将三金属复合板加工成需要的刀具；
（7）采用热处理工艺将刀具进行热处理，即制得成品刀具。
2.根据权利要求1所述的高强、高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，其特征在于，所述步骤（6）中，替换为将三金属复合板加工成需要的功能板。
3.根据权利要求1所述的高强高柔韧性三金属复合刀具的生产方法，其特征在于，所述步骤（7）中，对三金属复合刀具进行调质处理。
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