CN110576222A - 一种镶合金无尘切刀及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镶合金无尘切刀，包括刀体，所述刀体为圆形片状结构，且位于刀体表面的圆心处开设有主固定孔。本发明还公开以一种镶合金无尘切刀的制作工艺，包括1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨。该镶合金无尘切刀高温热处理后回火加工，消除部分热处理淬火内应力，防止应力扩展，采用回火加工，提高了切刀整体抗断裂韧性值，在冷处理前采用低温回火工艺进一步消除淬火应力，防止了深冷裂纹的产生，降低产品内部残余奥氏体，提升刀体强度；采用应力机对刀体上下两面施加力，使刀体内部的内应力减小，使刀体具有一定的切割向柔性，从而使刀体寿命大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及切割锯片技术领域，尤其涉及一种镶合金无尘切刀及其制作工艺。
背景技术
目前针对岩棉和其他硬质材质切割时，大多采用圆盘型切刀，该刀片为d2钢材质。在岩棉和其他相似材质生产加工时，单次切割量完全取决于圆盘型切刀的直径大小，直径越大一次性切割的厚度越大和产量越高，因此研究圆盘型大直径切刀片的制作工艺迫在眉睫。
目前市场上面将φ610mm和φ680mm两种规格划分为小直径圆盘切刀，将φ740mm、φ810mm、φ870mm、φ1000mm和φ1200mm划分为大直径圆盘切刀。在研究大直径圆盘切刀的初期，采用的制备方法以及加工工艺和现有中国发明专利公开号为：CN106493761B公开的一种镶合金无尘岩棉切割刀及其加工方法的步骤基本雷同，只是在其直径上做出改变。加工生产出的镶合金无尘大直径切刀在高速旋转与待切割物接触时，切刀本体容易发生抖动，其使用寿命连小直径圆盘无尘切刀的使用寿命五分之一都不到，同时切割出来的产品切割面不平整。
因此急需改变大直径类型的镶合金无尘切刀的制作工艺，以保证切割刀体的切割质量，以便于提高企业生产效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种镶合金无尘切刀及其制作工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种镶合金无尘切刀，包括刀体，所述刀体为圆形片状结构，且位于刀体表面的圆心处开设有主固定孔，所述刀体的表面开设有从固定孔，且从固定孔以主固定孔为基准呈圆环形分布在主固定孔的外围；所述圆形刀体的外侧焊接有合金刀块，所述合金刀块的数量为多个且为弧形设计，多个弧形合金刀块以刀体圆心为基准周向等距焊接在圆形刀体的外侧；所述刀体的表面开设有消音槽，且消音槽延伸至刀体的外侧面并与合金刀块之间的缝隙相连通，所述合金刀块的表面经过打磨形成切割刃面，所述刀体的表面经过打磨形成刀体倾斜面。
优选地，所述合金刀块的间距与消音槽的宽度相同为0.2-0.8mm，所述消音槽使采用线切割加工形成。
优选地，所述刀体倾斜面采用旋转式圆刀磨床加工形成，且刀体倾斜面靠近刀体圆心处的最高点的延伸线与刀体倾斜面靠近刀体外围的最低点形成2～5°夹角。
优选地，所述该镶合金无尘切刀的具有单面和双面两种切割刃面规格，且切割刃面与合金刀块的倾斜度为5～25°。
一种镶合金无尘切刀的制作工艺，包括以下步骤：
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：
1.直径小于1000mm采用真空炉对切刀工件胚进行热处理加工，单次热处理量为40～50片，加热时间为7～8小时，热处理最高温度为1040±20℃；
2.直径大于等于1000mm采用盐浴炉热处理，温度设定为1050℃，单片切刀热处理时间30分钟；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；低温回火只是在冷处理前，设定温度180±10℃，时间设定30-60min；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1-1.5天；
7）应力加工：将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为15～20，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
优选地，所述可根据产品的强度要求在步骤4）冷处理后再一次步骤3）回火加工；
优选地，所述步骤6）刀体斜面加工过程中CBA砂轮的打磨单次下降值为0.02mm。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出的镶合金无尘切刀的制作工艺中，在高温热处理后及时回火加工，消除部分热处理淬火内应力，防止淬火应力扩展，采用480℃10小时回火加工，提高了切刀整体抗断裂韧性值，其次在冷处理前我们采用低温回火工艺可以消除淬火应力，防止了深冷裂纹的产生，降低产品内部残余奥氏体，提升刀体强度；结合采用应力机对刀体上下两面施加力，使刀体内部的内应力减小，从而使该大直径刀体在高速旋转切割与产品接触时，具有一定的切割向柔性，从而使刀体不会左右摆动和大幅度提高了使用寿命。
2、本发明提出的镶合金无尘切刀的制作工艺中，对于合金刀块与刀体之间的焊接采用银焊丝作为银基钎料的硬钎焊工艺，选取的AWS牌号为HAG-35B的银焊丝，其化学成分为Ag34-36%、Cu31-33%和Zn31-35%，中等熔化温度，接头具有较好的韧性，提高了合金刀块与刀体之间的焊接牢固性和整体性。
3、本发明提出的镶合金无尘切刀，结构上采用了刀体圆心处到刀刃处倾斜面的设计，该刀在高度切割产品时，刀刃处受到的反向作用力沿着斜面传递到刀体圆心处，最终由夹持装置的减震组件吸收；采用圆刀磨床对刀体倾斜米进行打磨，单次打磨值精确到0.2mm，使刀体倾斜面平整光滑，便于切割作用力的传递；同时刀体设计了多个消音槽，使刀体在切割过程中的一部分震动分散到空气中，减缓刀体承受的切割力，间接的提高了刀体寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种镶合金无尘切刀正面结构示意图；
图2为图1中的A处放大结构示意；
图3为本发明提出的一种镶合金无尘切刀俯剖结构示意图。
图中：1刀体、2主固定孔、3从固定孔、4合金刀块、5消音槽、6切割刃面、7刀体倾斜面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一、实施例部分
实施例1
一种镶合金无尘切刀
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：φ740mm采用真空炉对切刀工件胚进行热处理加工，单次热处理量为45片，加热时间为7.5小时，热处理最高温度为1040℃；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；低温回火只是在冷处理前，设定温度175℃，时间设定30min；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1天，CBA砂轮单次下降值0.02mm；
7）将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为16，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
实施例2
一种镶合金无尘切刀
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：φ810mm采用真空炉对切刀工件胚进行热处理加工，单次热处理量为45片，加热时间为7.5小时，热处理最高温度为1050℃；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；低温回火只是在冷处理前，设定温度180℃，时间设定45min；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1天，CBA砂轮单次下降值0.02mm；
7）将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为16，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
实施例3
一种镶合金无尘切刀
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：φ870mm采用真空炉对切刀工件胚进行热处理加工，单次热处理量为50片，加热时间为8小时，热处理最高温度为1060℃；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；低温回火只是在冷处理前，设定温度190℃，时间设定50min；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1.5天，CBA砂轮单次下降值0.02mm；
7）将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为18，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
实施例4
一种镶合金无尘切刀
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：φ1000mm采用采用盐浴炉热处理，温度设定为1050℃，单片切刀热处理时间30分钟；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1.5天，CBA砂轮单次下降值0.02mm；
7）将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为18，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
实施例5
一种镶合金无尘切刀
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：φ1200mm采用采用盐浴炉热处理，温度设定为1050℃，单片切刀热处理时间30分钟；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1.5天，CBA砂轮单次下降值0.02mm；
7）将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为20，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
二、产品性能实践部分
选取本发明中实施例1-5生产的无尘切刀与背景技术中提到中国发明专利公开号为：CN106493761B公开的一种镶合金无尘岩棉切割刀及其加工方法生产的φ740无尘切刀1和φ810无尘切刀2进行实质生产对比得出以下数据：
由上表可以得知，按照本发明提出的镶合金无尘切刀及其生产工艺生产出的直径大于680mm小于等于1200mm的圆盘锯片刀，可以满足市场使用需要，大大的提高了普通工艺生产的圆盘锯片刀的寿命和切割平整度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种镶合金无尘切刀，包括刀体（1），其特征在于：所述刀体（1）为圆形片状结构，且位于刀体（1）表面的圆心处开设有主固定孔（2），所述刀体（1）的表面开设有从固定孔（3），且从固定孔（3）以主固定孔（2）为基准呈圆环形分布在主固定孔（2）的外围；所述圆形刀体（1）的外侧焊接有合金刀块（4），所述合金刀块（4）的数量为多个且为弧形设计，多个弧形合金刀块（4）以刀体（1）圆心为基准周向等距焊接在圆形刀体（1）的外侧；所述刀体（1）的表面开设有消音槽（5），且消音槽（5）延伸至刀体（1）的外侧面并与合金刀块（4）之间的缝隙相连通，所述合金刀块（4）的表面经过打磨形成切割刃面（6），所述刀体（1）的表面经过打磨形成刀体倾斜面（7）。
2.根据权利要求1所述的一种镶合金无尘切刀及其制作工艺，其特征在于：所述合金刀块（4）的间距与消音槽（5）的宽度相同为0.2-0.8mm，所述消音槽（5）使采用线切割加工形成。
3.根据权利要求1所述的一种镶合金无尘切刀及其制作工艺，其特征在于：所述刀体倾斜面（7）采用旋转式圆刀磨床加工形成，且刀体倾斜面（7）靠近刀体（1）圆心处的最高点的延伸线与刀体倾斜面（7）靠近刀体（1）外围的最低点形成2～5°夹角。
4.根据权利要求1所述的一种镶合金无尘切刀及其制作工艺，其特征在于：所述该镶合金无尘切刀的具有单面和双面两种切割刃面（6）规格，且切割刃面（6）与合金刀块（4）的倾斜度为5～25°。
5.一种镶合金无尘切刀的制作工艺，包括以下步骤：
1）切割成型：将d2合金钢制成的钢板进行初步线切割成型，并保留加工余量，将切割后的刀胚板表面初步打磨；
2）高温热处理加工：根据制作的切刀直径选择合适的热处理设备：
1.直径小于1000mm采用真空炉对切刀工件胚进行热处理加工，单次热处理量为40～50片，加热时间为7～8小时，热处理最高温度为1040±20℃；
2.直径大于等于1000mm采用盐浴炉热处理，温度设定为1050℃，单片切刀热处理时间30分钟；
3）回火加工和低温回火：将热处理后的切刀工件胚自然冷却有放入压平炉，设定温度480℃，回火时间设定10小时；低温回火只是在冷处理前，设定温度180±10℃，时间设定30-60min；
4）冷处理加工：将回火后的切刀工件胚冷却后放置进冷处理室内，采用液氮作为冷源，先设定温度为-80℃，保温30分钟，在将温度下调至-110℃保温60分钟，最后将温度设定为-140℃保温4.5h；
5）定位孔及镶合金加工：采用车床对切刀工件胚进行内孔开孔加工采用，同时将切刀工件胚的刀体进行定型精切割去除步骤1）保留的加工余量，然后选取牌号为HAG-35B含银35%的银焊丝作为银基钎料，采用硬钎焊工艺将材质为硬质合金的合金刀块焊接在刀体的外侧面；
6）刀体斜面加工：采用圆刀磨床带动CBA砂轮旋转对刀体进行刀体倾斜面打磨，打磨时间为1-1.5天；
7）应力加工：将刀模斜面打磨好后，将刀片通过固定孔固定在应力设备上，刀体上下两面被应力施加轮轮夹紧，调节液压机构带动应力轮的挤压应力值为15～20，应力施加轮旋转，带动刀体转动，使刀体内部内应力减小；
8）开刃处理和消音槽加工：采用碳化硅砂轮对合金刀块进行开刃加工，开刃过程中施加冷却液；采用线切割设备在刀体的表面加工出消音槽。
6.根据权利要求5所述的一种镶合金无尘切刀的制作工艺，其特征在于：所述可根据产品的强度要求在步骤4）冷处理后再一次步骤3）回火加工。
7.根据权利要求5所述的一种镶合金无尘切刀的制作工艺，其特征在于：所述步骤6）刀体斜面加工过程中CBA砂轮的打磨单次下降值为0.02mm。
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