CN106637069B - 一种工矿刀具材料的复合热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，属于工矿模具刀具技术领域。它包括以下步骤：模具或刀具部件，可根据情况处理；表面熔盐TiC涂覆；不锈钢坩埚；海绵钛+BaCl2+KCl+TiF4；温度：第一阶段盐浴升温650℃，保温3小时；第二阶段升温至950℃；适度保温。该工艺适合各种模具表面增强的复合热处理。精加工完成时，清洗除油净化；模具按具体要求入浴，控制温度和保温时间，可以达到一定的耐磨硬化层。针对现有技术的盾构刀具耐磨性差硬度差的问题，本发明的硬度可以高达3600HV，摩擦系数低，抗震性能和耐磨性能俱佳，模具使用寿命可以提高5倍多。

Description

一种工矿刀具材料的复合热处理工艺
技术领域
本发明涉及工矿模具及盾构刀具技术领域，尤其涉及一种工矿刀具材料的复合热处理工艺。
背景技术
日常工程工具制造过程中使用大量的金属模具，如锻模，冲磨，挤压模等各种冷热模具钢，在对模具材料正常处理后，包括下料+锻打+退火+前期机械加工+热处理+材料精加工后交货常规使用，从目前来看，每年的模具消耗量巨大，不仅仅是材料本身，相关企业同时投入的人力，物力，财力也相当大。
工矿模具及刀具被广泛应用于地铁、铁路、水电等重大工程的建设中。其中盾构机在全断面硬岩施工或者上软下硬复合地层施工时，多采用盘形滚刀和各类刮刀齿刀，工作时各种刀具在盾构机推力下压入岩体使岩石破碎。盘形滚刀作为破岩工具，不仅承受很大的径向破岩力，同时又受到岩石硬矿物相的剧烈磨损。滚刀部件的外部质量直接影响盾构机的掘进速度，同时刮刀齿刀一样摩擦掘进，是隧道掘进最大的消耗件之一。可以运用本工艺提高掘进效率。
各种工矿配件及金属模具已大量运用到机械制造中，需要增产节约，运用本工艺效果显著。目前刀圈常采用的材料为4Cr5MoSiV1、40CrNiMo、H13，但这些刀圈在硬岩和上软下硬岩层掘进中，存在耐磨性差或者容易断裂的问题。掘进硬岩和上软下硬岩层要求刀圈具备较好的韧性，以抵抗岩石的冲击，并尽可能提高材料本身的硬度，延长使用寿命。对于一般条件下制备的金属材料而言，硬度和韧性是一对矛盾，硬度提高势必降低材料的韧性，如刀圈整体硬度达到HRC59以上时，在掘进硬岩时刀圈会产生整体断裂、崩裂现象，而硬度低于HRC55，则刀圈不耐磨。滚刀刀圈所选用的材料大部分为H13，H13(4Cr5MoSiV1)的组成如下(wt％)：0.32～0.45wt％的C、0.80～1.20wt％的Si、0.20～0.50wt％的Mn、≤0.030wt％的P、≤0.030wt％的S、4.75～5.50wt％的Cr、1.10～1.75wt％的Mo、0.80～1.20wt％的V，余量为铁和不可避免的杂质。然后，采用H13制作的滚刀刀圈的使用寿命相对较短，掘进2-3米就要更换。频繁更换滚刀刀圈，导致挖掘成本增加，挖掘进度延缓，严重影响工程进度。因此，目前迫切需要一种新的用于滚刀刀圈的材料，以延长刀圈的使用寿命。
中国发明专利，公开号：103484608A，公开日：2014年1月1日，该发明提供一种盾构刀具用钢的淬火方法，步骤如下：将工件摆放在加热设备中，入炉温度为≤100℃，以每分钟≤3℃的升温速度升温至1050-1100℃，恒温1-5小时后放入油中冷却。应用本发明的方法制备的盾构刀具用钢5Cr5MoSiV1在具有较高强度和硬度的同时，还具有相当高的塑性和韧性，可有效提高刀具的使用寿命。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术的工矿配件和刀具模具耐磨性差硬度差的问题，本发明提供了一种工矿刀具材料的复合热处理工艺。它可以提高工矿配件和刀具的表面硬度和增强刀具模具及配件的使用效率，做到增产节约的效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，包括以下步骤：
A、对工矿刀具进行第一阶段盐浴升温650℃，保温3小时；
B、第二阶段升温至950℃；可选择适当保温时间；
C、模具热处理后的精加工完成时，清洗除油净化；
D、模具按具体要求入浴，控制温度和保温时间，可以达到一定的耐磨硬化层。
优选地，部件表面熔盐TiC涂覆。
优选地，步骤A中采用不锈钢坩埚。
优选地，步骤A中盐浴材料为海绵钛+BaCl2+KCl+TiF4。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，节省材料，减少人力物力投入成本；
(2)本发明的一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，提高表面硬度，增强耐磨性。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。
实施例1
在日常工程工具制造过程中使用大量的金属模具，如锻模，冲磨，挤压模等各种冷热模具钢，在对模具材料正常处理后，包括下料+锻打+退火+前期机械加工+热处理+材料精加工后交货常规使用，从目前来看，每年的模具消耗量巨大，不仅仅是材料本身，相关企业同时投入的人力，物力，财力也相当大。
发明人在长期机械制造过程中，探索了一套对模具材料进行复合处理的一整套方案，现提供一套关于模具材料的复合处理过程。
覆化前处理：按具体制造工艺视定处理。
工艺名称：表面熔盐TiC涂覆；
工艺准备：不锈钢坩埚；
盐浴材料：海绵钛+BaCl2+KCl+TiF4；
气氛：保持气条件；
温度：第一阶段盐浴升温650℃，保温3小时；第二阶段升温950℃，根据模具或刀具及配件的技术要求确定相应的保温时间。
模具按具体要求入浴，控制温度和保温时间，可以达到一定的耐磨硬化层。
特点：硬度高3600HV，摩擦系数低，抗震性能和耐磨性能俱佳，可以提高模具使用寿命5倍多。
实施例2
一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，包括以下步骤：
A、对工矿刀具部件表面熔盐TiC涂覆，采用不锈钢坩埚进行第一阶段盐浴升温650℃，保温3小时，盐浴材料为海绵钛+BaCl2+KCl+TiF4；
B、第二阶段升温至950℃；可选择适当保温时间；
C、模具热处理后的精加工完成时，清洗除油净化；
D、模具按具体要求入浴，控制温度和保温时间，可以达到一定的耐磨硬化层。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、对工矿刀具表面熔盐TiC涂覆后进行第一阶段盐浴升温650℃，保温3小时，盐浴材料为海绵钛+BaCl2+KCl+TiF4；
B、第二阶段升温至950℃；根据模具或刀具及配件的技术要求确定相应的保温时间；
C、工矿刀具热处理后的精加工完成时，清洗除油净化；
2.根据权利要求1所述的一种工矿刀具材料的复合热处理工艺，其特征在于，步骤A中采用不锈钢坩埚。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105525221A (zh) * 2014-10-23 2016-04-27 无锡华冶钢铁有限公司 一种以Co-Ti-Si-Mn 系合金为材料的凸轮轴套的加工制造方法
CN105586524A (zh) * 2014-10-23 2016-05-18 无锡华冶钢铁有限公司 一种主要成分是Al2O3为材料的刀具制造加工工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295377C (zh) * 2004-10-13 2007-01-17 昆明理工大学 一种制备金属碳化物硬面涂层的方法及其应用
CN102796860B (zh) * 2012-09-12 2014-12-24 沈阳飞机工业（集团）有限公司 高速钢刀具热处理加工的工艺方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105525221A (zh) * 2014-10-23 2016-04-27 无锡华冶钢铁有限公司 一种以Co-Ti-Si-Mn 系合金为材料的凸轮轴套的加工制造方法
CN105586524A (zh) * 2014-10-23 2016-05-18 无锡华冶钢铁有限公司 一种主要成分是Al2O3为材料的刀具制造加工工艺

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