CN108747076B - 一种刀具高速钢条的固定、焊接方法 - Google Patents

一种刀具高速钢条的固定、焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刀具高速钢条的固定、焊接方法，包含以下步骤：（1）基板制备，采用冷拔工艺，生产基板，基板的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板的中心处设置嵌槽，嵌槽的深度等于高速钢条的厚度，嵌槽的边沿处设置向基板上方延伸的固定肋；（2）清洗基板；（3）嵌入高速钢条，将高速钢条嵌入到设置好的嵌槽中，碾压固定肋，利用固定肋使高速钢条紧密贴合在基板上，得到带高速钢条的长料坯；（4）焊接，对带高速钢条的长料坯进行焊接。本工艺缩减加工步骤与过程，降低加工难度，提高加工效率，节省加工成本，提高加工成品率及品质、性能的稳定性。

Description

一种刀具高速钢条的固定、焊接方法
技术领域
本发明涉及刀具加工工艺方法，确切地说是一种刀具高速钢条的固定、焊接方法。
背景技术
刀具加工过程中，切削的刃部硬度高，一般是通过在制作刀体的钢材料的基板上开槽台，在槽台上铺设、焊接高速钢条。
上述刀具加工的具体过程，包括以下步骤：下料-冲孔-坯料较直-刨槽台-清洗-焊接-回火（根据需要多次回火，一般2-3次）-校直-磨单面-铣单面-精磨宽度-精磨长度-刨刀口-校直-精磨刃部-清洗、防锈、成品包装。
上述的加工过程，存在以下技术问题：
（1）刀具加工过程中，将原材料一一裁切成坯料加工，每块坯料单独是一个独立的待加工产品，加工较繁琐，效率难以提高，生产的成本高的问题。
（2）刀具加工步骤多、加工过程中，刀具的性能的稳定性及统一性不一致，不同的操作人员，不同的设备，会存在差别，同时加工过程中，会有废品率，出现废品率及影响质量的主要集中在焊接工艺上，特别是较大截面的刀具，由于焊接过程中，焊料使用多少、焊料本身的质量、焊接过程中基板、高速钢条保持其位置的稳定性等，均对焊接的结果有影响。
（3）焊接后的处理工艺，是对焊接后的坯料一一进行，同样存在加工较繁琐效率难以提高，生产的成本高的问题，也同样存在，刀具品质、性能的稳定性及统一性不一致的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种刀具高速钢条的固定、焊接方法，该装置缩减加工步骤与过程，降低加工难度，提高加工效率，节省加工成本，提高加工成品率及品质、性能的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种刀具高速钢条的固定、焊接方法，包含以下步骤：
（1）基板制备，采用冷拔工艺，生产基板，基板的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板的中心处设置嵌槽，嵌槽的深度等于高速钢条的厚度，嵌槽的边沿处设置向基板上方延伸的固定肋；
（2）清洗基板，清洗基板的灰尘、锈迹；
（3）嵌入高速钢条，将高速钢条嵌入到设置好的嵌槽中，利用压机碾压固定肋，使固定肋将高速钢条紧密贴合在基板上，得到带高速钢条的长料坯；
（4）焊接，对带高速钢条的长料坯进行焊接。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：
（1）减少工序，降低成本：减少了铣槽，直接冷拔生产带嵌槽的基板，直接节省了原来对单个刀具在刀具一侧铣槽台的过程，减少了一个准备工序。
（2）不用焊粉、焊料，进一步提高效率，降低成本：由原来的对成段的刀具进行高速钢条的焊接，改为长料坯进行焊接，同时利用真空焊接代替原来的使用焊粉、焊料焊接，减少了耗材的使用，减少了分层铺设焊粉、焊料，铺设后后再压放高速钢条的繁琐过程，使焊接的效率更高，环境更友好，且焊接高速钢条更简单、效率更高。
（3）焊接时基板、高速钢条的稳定性好，焊接效果更好：原来是在刀具的料段的侧面铣槽台，在槽台上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，影响刀具的焊接质量，甚至会成为废品，本方案在基板上设置嵌槽、固定肋，利用嵌槽、固定肋安装固定高速钢条，使焊接过程中，高速钢条能紧密、稳定贴合在基板上，焊接过程中不会发生高速钢条的滑动、错位，焊接连接更均匀、更牢固，成品率为100%，不会发生由于高速钢条及基板固定不稳定而导致的质量瑕疵品，更不会有废品。
（4）利用基板嵌入高速钢条，焊接事半功倍；焊接的高速钢条与基板，一次焊接，相当于完成原来数十块到数百块的刀具的焊接。原来是根据刀具的规格准备成段的坯料分别进行焊接，而现在是一块长坯料总长3m-5m进行焊接，且坯料沿剖刃后沿基板的底面的中心线剖开，一分为二成为两根独立的坯料，单就焊接而言，焊接的效率提高到原来的50倍以上。
（5）便于后期剖刃加工，剖刃过程，事半功倍，焊接处理完成后可以一次基板底面中心线剖出两个刃部，使剖刃过程节省了人工与设备，提高了效率；原来是成段的刀具坯条，而现在是对整根长料坯进行剖，产品加工减少了一次次频繁放料、夹紧固定、松开固定、取料的过程。
（6）便于后期精磨过程，效率更高，本工艺冷拔出的基板，其表面平整度高，精磨过程中，只需对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条的平面及其相对面进行精磨，精磨厚度为0.35mm以内; 原工艺对分成段的焊接的刀具坯料进行焊接的，由于在槽台上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条，钢条与基板焊接后平整度差，其顶面、侧面的精磨的厚度则需要1.5mm以上才能保证良好的加工面。同时，刃部精磨，对长料坯利用夹具固定，一次精磨整根长料坯，减少了原工艺过程中，换料、夹具固定的时间，提高了刃部精磨的效率、同时提高了刃部精磨的精度。
本方法与原来的工艺方法对比统计：
同类型刀具生产，原工艺生产的工人，5人一组，生产刀具1吨的时间，本方法3人一组生产刀具10吨。即原来的人均生产吨效率为0.2吨/人，本工艺的人均生产吨效率为3.3吨/人，即，刀具生产效率相当于提高为原厂来的16.5倍。
综上所述，本工艺方法的有益效果在于：减少了工序、提高了多个工序的加工的效率、避免使用焊粉、焊料、提高成品率、提高产品质量，节约人工成本。
进一步的优选技术方案如下：
所述的焊接采用真空焊接，利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。
所述的真空焊接完成后，进行真空氮化热处理。
所述的真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4 min -10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8 min -12 min。
所述的真空氮化热处理后进行回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。
所述的固定肋为沿基板嵌槽边沿处连续延伸的条状肋，固定肋的高度为1.5mm，固定肋的宽度为1mm。固定肋的顶部为向上突出的弧面。
上述具体参数下，使本工艺生产的刀具获得良好的机械性能，硬度高，韧性好，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明基板的截面示意图。
图2是图1中的基板嵌入高速钢条后的截面示意图。
图3是图2中的基板上的固定肋利用碾压机碾压后的截面示意图。
图4是本发明基板底面中心线刨刃后的截面示意图。
图5是现有工艺中的坯料刨出槽台后的截面示意图。
图6是图5中槽台铺设焊粉、焊料层及高速钢条后的截面示意图。
附图标记说明：1－基板；2－嵌槽；3－固定肋；4－高速钢条；5-坯料；6-槽台；7-焊粉、焊料层。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图5、图6可知，现有技术的刀具加工过程中，切削的刃部硬度高，一般是通过在制作刀体的钢材料的坯料5上开槽台6，在槽台6上铺设焊粉、焊料层7、高速钢条4后，将坯料5、高速钢条4利用夹具固定，焊接高速钢条4。
现有技术加工较繁琐，效率难以提高，生产的成本高，其使用焊粉焊料，焊接效率低且影响刀具品质，同时焊接后的后序加工成本也高，上述技术问题，在背景技术部分已详细描述。
参见图1-图4可知，本发明的一种刀具高速钢条4的固定、焊接方法，包含以下步骤：
（1）基板1制备，采用冷拔工艺，生产基板1，基板1的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板1的中心处设置嵌槽2，嵌槽2的深度等于高速钢条4的厚度，嵌槽2的边沿处设置向基板1上方延伸的固定肋3；
（2）清洗基板1，清洗基板1的灰尘、锈迹；
（3）嵌入高速钢条4，将高速钢条4嵌入到设置好的嵌槽2中，利用压机碾压固定肋3，使固定肋3将高速钢条4紧密贴合在基板1上，得到带高速钢条4的长料坯；
（4）真空焊接，采用真空焊接炉，对带高速钢条4的长料坯进行焊接，利用固定肋3将高速钢条4与基板1焊接在一起；
（5）回火，将焊接完成的带高速钢条4的长料坯进行回火；减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，回火可以返复进行2-3次，直至获得刀具所需的性能。
本实施例，固定肋3为沿基板1嵌槽2边沿处连续延伸的条状肋，固定肋3的高度为1.5mm，固定肋3的宽度为1mm。固定肋3的顶部为向上突出的弧面。
真空焊接是利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。
步骤（4）真空焊接，在焊接完成后，进行真空氮化热处理。通过氮化处理，使本产品的硬度高，韧性好，使用寿命长。
真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4 min -10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8 min -12 min。
回火，将焊接完成的带高速钢条4的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。
上述具体参数下，使本工艺生产的刀具获得良好的机械性能，硬度高，韧性好，使用寿命长。
本实施例，其突出的特点是：
（1）减少工序，降低成本：减少了铣槽，直接冷拔生产带嵌槽2的基板1，直接节省了原来对单个刀具在刀具一侧铣槽台6的过程，减少了一个准备工序。
（2）不用焊粉、焊料，进一步提高效率，降低成本：由原来的对成段的刀具进行高速钢条4的焊接，改为长料坯进行焊接，同时利用真空焊接代替原来的使用焊粉、焊料焊接，减少了耗材的使用，减少了分层铺设焊粉、焊料，铺设后后再压放高速钢条4的繁琐过程，使焊接的效率更高，环境更友好，且焊接高速钢条4更简单、效率更高。
（3）焊接时基板1、高速钢条4的稳定性好，焊接效果更好：原来是在刀具的料段的侧面铣槽台6，在槽台6上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条4，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，影响刀具的焊接质量，甚至会成为废品，本方案在基板1上设置嵌槽2、固定肋3，利用嵌槽2、固定肋3安装固定高速钢条4，使焊接过程中，高速钢条4能紧密、稳定贴合在基板1上，焊接过程中不会发生高速钢条4的滑动、错位，焊接连接更均匀、更牢固，成品率为100%，不会发生由于高速钢条4及基板1固定不稳定而导致的质量瑕疵品，更不会有废品。
（4）利用基板1嵌入高速钢条4，焊接事半功倍；焊接的高速钢条4与基板1，一次焊接，相当于完成原来数十块到数百块的刀具的焊接。原来是根据刀具的规格准备成段的坯料5分别进行焊接，而现在是一块长坯料5总长3m-5m进行焊接，且坯料5沿剖刃后沿基板1的底面的中心线剖开，一分为二成为两根独立的坯料5，单就焊接而言，焊接的效率提高到原来的50倍以上。
（5）便于后期剖刃加工，剖刃过程，事半功倍，焊接处理完成后可以一次基板1底面中心线剖出两个刃部，使剖刃过程节省了人工与设备，提高了效率；原来是成段的刀具坯条，而现在是对整根长料坯进行剖，产品加工减少了一次次频繁放料、夹紧固定、松开固定、取料的过程。
（6）便于后期精磨过程，效率更高，本工艺冷拔出的基板1，其表面平整度高，精磨过程中，只需对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条4的平面及其相对面进行精磨，精磨厚度为0.35mm以内; 原工艺对分成段的焊接的刀具坯料5进行焊接的，由于在槽台6上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条4，钢条与基板1焊接后平整度差，其顶面、侧面的精磨的厚度则需要1.5mm以上才能保证良好的加工面。同时，刃部精磨，对长料坯利用夹具固定，一次精磨整根长料坯，减少了原工艺过程中，换料、夹具固定的时间，提高了刃部精磨的效率、同时提高了刃部精磨的精度。
本方法与原来的工艺方法对比统计：
同类型刀具生产，原工艺生产的工人，5人一组，生产刀具1吨的时间，本方法3人一组生产刀具10吨。即原来的人均生产吨效率为0.2吨/人，本工艺的人均生产吨效率为3.3吨/人，即，刀具生产效率相当于提高为原厂来的16.5倍。
综上所述，本工艺方法的有益效果在于：减少了工序、提高了多个工序的加工的效率、避免使用焊粉、焊料、提高成品率、提高产品质量，节约人工成本。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）基板制备，基板的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板的中心处设置嵌槽，嵌槽的深度等于高速钢条的厚度，嵌槽的边沿处设置向基板上方延伸的固定肋；
（2）清洗基板，清洗基板的灰尘、锈迹；
（3）嵌入高速钢条，将高速钢条嵌入到设置好的嵌槽中，碾压固定肋，利用固定肋使高速钢条紧密贴合在基板上，得到带高速钢条的长料坯；
（4）焊接，对带高速钢条的长料坯进行焊接。
2.根据权利要求1所述的刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于：所述的焊接采用真空焊接，利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。
3.根据权利要求2所述的刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于：所述的真空焊接完成后，进行真空氮化热处理。
4.根据权利要求3所述的刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于：所述的真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4 min -10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8 min -12 min。
5.根据权利要求3所述的刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于：所述的真空氮化热处理后进行回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。
6.根据权利要求3所述的刀具高速钢条的固定、焊接方法，其特征在于：所述的固定肋为沿基板嵌槽边沿处连续延伸的条状肋，固定肋的高度为1.5mm，固定肋的宽度为1mm。
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