CN110241365A - 一种新型刀具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型刀具及其制备方法,涉及刀具制造技术领域,该制备方法包括以下步骤:制备合金粉末,合金粉末按质量百分比计包括:Mo:1.5%至6.6%、V:1.0%至6.0%、Cr:12.0%至17%,余量为Fe;将合金粉末与粘结剂进行混合密炼,形成混合材料;制备刀体,并将刀体置于注射机的模具内;通过注射机将混合材料注射在刀体的两侧表面上;依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯;对刀坯进行抛光和开刃。该刀具包括刀体和注射层,刀具采用上述的制备方法制备而成。本发明用于制备带花纹图案的刀具,且具有生产时间短、可大批量生产的特点。
Description
技术领域
本发明涉及刀具制造技术领域,具体是涉及一种新型刀具及其制备方法。
背景技术
大马士革刀用乌兹钢锭制造,拥有铸造型花纹,通常为弯刀,其最大的特点是刀身布满各种花纹,这种花纹是在铸造中形成的。在过去相当长的一段时间内,大马士革刀独特的冶炼技术和铸造方式一直是技术秘密,不为外界所知。
为了仿制大马士革刀,瑞典首先研发了“瑞粉”金属粉末材料,采用粉末冶金的方法成功仿制了大马士革刀。该方法首先将“瑞粉”压制并经过热等静压烧结形成块材,然后进行锻压,在锻压的同时添加一种非晶合金,将块材和非晶合金一起锻压和轧制而成。由于块材和非晶合金具有两种不同的合金颜色,从而在轧制品表面形成花纹图案。为了获得花纹图案,需经过多次锻压,且每一花纹图案均为独一无二,无法完全复制。该方法虽然可以仿制大马士革刀,但该方法制备流程过长,生产成本较高,而且由于花纹图案的独特性,很难批量生产。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种生产时间短、可大批量生产的带花纹图案的新型刀具的制备方法。
本发明的第二目的是提供一种通过上述制备方法制备而成的新型刀具。
为了实现上述的第一目的,本发明提供的一种新型刀具的制备方法,包括以下步骤:制备合金粉末,合金粉末按质量百分比计包括:Mo:1.5%至6.6%、V:1.0%至6.0%、Cr:12.0%至17%,余量为Fe;将合金粉末与粘结剂进行混合密炼,形成混合材料;制备刀体,并将刀体置于注射机的模具内;通过注射机将混合材料注射在刀体的两侧表面上;依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯;对刀坯进行抛光和开刃。
由上述方案可见,通过提高Cr、Mo和V元素的含量,能有效提高合金粉末的硬度、耐磨性和防锈性;通过采用金属粉末注射的方法制备刀具,能在刀体表面形成花纹图案,不仅美观,还能在刀刃上形成细小的锯齿,提高刀具的锋利度;与现有技术的等静压烧结方法相比,本发明采用金属粉末注射的方法在刀体表面直接注射合金粉末,用来制备带花纹图案的刀具,能有效缩短刀具的生产时间,还能大批量地生产该刀具,提高经济效益。
进一步的方案是,制备刀体的钢锭按质量百分比计包括:Cr:17%至25%,Ni:3%至8%,Mo:2%至5%,Nb:1.5%至3.5%,Mn:1.0%至5.0%,Ti:0.1%至1.0%,N:0.25%至0.45%,Si:0.5%至1.5%,C:0.1%至1.5%,余量为Fe。
由上述方案可见,通过添加适当的Mo,能提高刀具的耐腐蚀性,通过添加适当的Mn,能提高刀具的硬度和强度。
进一步的方案是,对钢锭依次进行锻压、退火和热轧,形成刀体。
进一步的方案是,混合材料通过注射机的多次注射,在刀体的两侧表面上形成复合注射层。
由上述方案可见,通过在刀体表面上进行多次注射,使得刀体表面形成复合注射层,形成规则的花纹图案;可通过对模具型腔的设计,使得刀体表面形成规则的花纹图案,而且相同的花纹图案可进行大批量生产。
为了实现上述的第二目的,本发明提供的一种新型刀具,包括刀体和注射层,刀具采用上述的制备方法制备而成。
进一步的方案是,注射层为复合注射层。
具体实施方式
新型刀具制备方法实施例
在步骤S1中,制备合金粉末,合金粉末按质量百分比计包括:Mo:1.5%至3.5%、V:1.0%至6.0%、Cr:12.0%至17%,余量为Fe。
然后执行步骤S2,将合金粉末与粘结剂添加进密炼机中进行混合密炼,形成混合材料,密炼温度是190℃,密炼时间为45min,该混合材料为粉末状。在本实施例中,粘结剂为聚甲醛。
在步骤S3中,通过对钢锭依次进行锻压、退火和热轧制备刀体。钢锭按质量百分比计包括:Cr:17%至25%,Ni:3%至8%,Mo:2%至5%,Nb:1.5%至3.5%,Mn:1.0%至5.0%,Ti:0.1%至1.0%,N:0.25%至0.45%,Si:0.5%至1.5%,C:0.1%至1.5%,余量为Fe。锻压时,锻压温度为800℃,压力为50Mpa。退火时,退火温度为600℃,退火时间为2h。热轧时,热轧温度为500℃。
接着执行步骤S4,将刀体放入注射机的模具内,通过注射机将混合材料沿刀体和模具的型腔之间注射成型。在本实施例中,混合材料可通过多次注射,在刀体的两侧表面上形成复合注射层。即模具设置有多套,且每套模具的型腔可根据所需注射层覆盖在刀体上的位置和厚度具体设置。将刀体依次放入各个模具内并逐一进行注射,使得在刀体的两侧表面上形成花纹图案。注射机每次注射的工作参数包括:注射温度为195℃,注射压力为100MPa,注射时间为9s。
然后执行步骤S5,依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯。烧结时,烧结温度为1380°,烧结时间为6h。锻压时,锻压温度为800℃,压力为50Mpa。退火时,退火温度为600℃,退火时间为2h。热轧时,热轧温度为500℃。
接着执行步骤S6,对刀坯进行抛光和开刃。
实施例1
按质量百分比为Mo:4.5%、V:1.0%、Cr:17%,余量为Fe,制备合金粉末。
将合金粉末与粘结剂添加进密炼机中进行混合密炼,形成混合材料,密炼温度是190℃,密炼时间为45min,该混合材料为粉末状。在本实施例中,粘结剂为聚甲醛。
按质量百分比为Cr:17%,Ni:3%,Mo:3%,Nb:3.5%,Mn:5.0%,Ti:0.5%,N:0.25%,Si:1.0%,C:1.1%,Fe余量,制备钢锭。对钢锭依次进行锻压、退火和热轧制备刀体。通过注射机在刀体两侧表面多次注射混合材料,形成复合注射层。然后依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯,然后依次对刀坯进行抛光和开刃,得到成品刀具。
本实施例制备的刀具具有规则的花纹图案,适合大批量生产加工。经测试,本实施例的刀具硬度为65HRC,耐磨度良好,锋利度良好,耐腐蚀性良好。
实施例2
按质量百分比为Mo:1.5%、V:4.0%、Cr:12%,余量为Fe,制备合金粉末。
将合金粉末与粘结剂添加进密炼机中进行混合密炼,形成混合材料,密炼温度是190℃,密炼时间为45min,该混合材料为粉末状。在本实施例中,粘结剂为聚甲醛。
按质量百分比为Cr:23%,Ni:8%,Mo:5%,Nb:1.5%,Mn:3.2%,Ti:0.1%,N:0.35%,Si:0.5%,C:0.1%,Fe余量,制备钢锭。对钢锭依次进行锻压、退火和热轧制备刀体。通过注射机在刀体两侧表面多次注射混合材料,形成复合注射层。然后依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯,然后依次对刀坯进行抛光和开刃,得到成品刀具。
本实施例制备的刀具具有规则的花纹图案,适合大批量生产加工。经测试,本实施例的刀具硬度为64HRC,耐磨度良好,锋利度良好,耐腐蚀性良好。
实施例3
按质量百分比为Mo:6.6%、V:6.0%、Cr:14%,余量为Fe,制备合金粉末。
将合金粉末与粘结剂添加进密炼机中进行混合密炼,形成混合材料,密炼温度是190℃,密炼时间为45min,该混合材料为粉末状。在本实施例中,粘结剂为聚甲醛。
按质量百分比为Cr:25%,Ni:5%,Mo:2%,Nb:2%,Mn:1.0%,Ti:1.0%,N:0.45%,Si:1.5%,C:1.5%,Fe余量,制备钢锭。对钢锭依次进行锻压、退火和热轧制备刀体。通过注射机在刀体两侧表面多次注射混合材料,形成复合注射层。然后依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯,然后依次对刀坯进行抛光和开刃,得到成品刀具。
本实施例制备的刀具具有规则的花纹图案,适合大批量生产加工。经测试,本实施例的刀具硬度为65HRC,耐磨度良好,锋利度良好,耐腐蚀性良好。
新型刀具实施例
一种新型刀具包括刀体和注射层,刀具采用上述的制备方法制备而成,该注射层为复合注射层。
Claims (6)
1.一种新型刀具的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
制备合金粉末,所述合金粉末按质量百分比计包括:Mo:1.5%至6.6%、V:1.0%至6.0%、Cr:12.0%至17%,余量为Fe;
将所述合金粉末与粘结剂进行混合密炼,形成混合材料;
制备刀体,并将所述刀体置于注射机的模具内;
通过注射机将所述混合材料注射在所述刀体的两侧表面上;
依次进行脱脂、烧结、锻压、退火和热轧,形成刀坯;
对所述刀坯进行抛光和开刃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
制备所述刀体的钢锭按质量百分比计包括:Cr:17%至25%,Ni:3%至8%,Mo:2%至5%,Nb:1.5%至3.5%,Mn:1.0%至5.0%,Ti:0.1%至1.0%,N:0.25%至0.45%,Si:0.5%至1.5%,C:0.1%至1.5%,余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:
对所述钢锭依次进行锻压、退火和热轧,形成所述刀体。
4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法,其特征在于:
所述混合材料通过所述注射机的多次注射,在所述刀体的两侧表面上形成复合注射层。
5.一种新型刀具,其特征在于:包括刀体和注射层,所述刀具采用上述权利要求1至4任一项所述的制备方法制备而成。
6.根据权利要求5所述的新型刀具,其特征在于:所述注射层为复合注射层。
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