CN111299988B

CN111299988B - 一种剪板机用厚刀片的制造方法

Info

Publication number: CN111299988B
Application number: CN202010195128.3A
Authority: CN
Inventors: 孙秋; 孙兵; 陈培泽; 詹永庆
Original assignee: Shinite Machinery Co ltd
Current assignee: Shinite Machinery Co ltd
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: CN111299988A

Abstract

本发明公开了一种剪板机用厚刀片的制造方法，属于刀片制备技术领域。本发明步骤为：一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，对锻造毛坯进行拔长锻造；二、将锻造毛坯进行退火处理；三、将锻造毛坯制成留有精加工余量的工件，并进行第一次粗调直；四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理；五、对热处理后的锻造毛坯进行一次精加工，并在精加工过程中，进行第二次粗调直；六、对锻造毛坯进行最终热处理；七、对锻造毛坯进行二次精加工。本发明能够确保剪板机用厚刀片在加工过程中的微量变形在可控范围之内，从而保证刀片整体的直线度、垂直度；同时，通过对制造工艺的改进，使得剪板机用厚刀片受热更均匀，增加了刀片自身综合性能。

Description

一种剪板机用厚刀片的制造方法

技术领域

本发明涉及剪板机用厚刀片制备技术领域，更具体地说，涉及一种剪板机用厚刀片的制造方法。

背景技术

剪板机用于金属板材的剪切，剪板机刀片依靠剪板机刀架通过机械的液压系统对金属板材进行上下剪切，从而来完成对板材剪切动作的过程。剪板机所使用刀片，一般要求具有较强自身综合性能。如果性能不好，很难进行板材剪切，容易在剪切过程中发生变形和崩刃。对于剪板机刀片，影响刀片性能的主要因素是其加工制造工艺，包括材料的选择、锻打工艺、热处理工艺等，不同的处理过程，均会对刀片的性能造成较大的影响。

如图1所示是一款剪板机用厚刀片，这款刀片长度一般在5-6米，这种刀片加工过程存在非常大的难度，主要体现为以下几方面：(1)整体长度较长，热处理过程中很难保证长度方向上受热均匀，使得热处理工艺难以掌握，从而导致刀片的耐磨性和抗冲击性较差，这是困扰刀具加工行业多年的难题；(2)由于刀片整体长度较长，在热处理过程中极易发生弯曲变形，导致整体长刀片的直线度和垂直度难以控制，从而导致刀片的上刀片和下刀片之间的间隙不在合适的公差范围之内，剪切时无法达到最佳效果，使得刀片寿命降低，且剪切的板材质量较差。

经检索，专利号CN 106425351A，发明创造名称为：一种剪板机刀片的加工方法及其安装工艺；该申请案采用9GrSi工具钢材料，通过对工艺的控制，所加工刀片具有较高的硬度和耐磨性能，避免了使用时变形、崩刃现象的产生，能够延长刀具的使用寿命。但该申请案更主要是对剪板机的安装工艺做了优化，降低了刀片自身性能和刀片在剪板机上的安装工艺对剪板效果的影响，从而提高了板材剪切口的平直度，由于不同机型结构不同，所以该申请案在适用上存在一定的局限性，可以说是一个治标不治本的方案。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中剪板机用厚刀片在加工过程中存在变形、受热不均匀的问题，提供了一种剪板机用厚刀片的制造方法，采用本发明的技术方案，能够确保剪板机用厚刀片在加工过程中的微量变形在可控范围之内，从而保证刀片整体的直线度、垂直度；同时，通过对制造工艺的改进，使得剪板机用厚刀片受热更均匀，增加了刀片自身综合性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其步骤为：

步骤一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，对锻造毛坯进行拔长锻造；

步骤二、将锻造毛坯进行退火处理；

步骤三、将锻造毛坯制成留有精加工余量的工件，并进行第一次粗调直；

步骤四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理；

步骤五、对热处理后的锻造毛坯进行一次精加工，并在精加工过程中，进行第二次粗调直；

步骤六、对锻造毛坯进行最终热处理；

步骤七、对锻造毛坯进行二次精加工。

更进一步地，该锻造毛坯的组分按重量百分比计为：C：0.74～0.89％，Si：≤0.20％，V：0.62～0.87％，W：0.35～0.45％，Mn：≤0.45％，Co：≤0.30％，Ti：0.30～0.55％，P：≤0.02％，Cr：8.9～11.74％，Mo：≤0.45％，其余为Fe；先对锻造毛坯进行切割，然后对切割好的锻造毛坯进行拔长锻造。

更进一步地，步骤一进行拔长锻造过程中，采用分段锻造工艺，即将锻造毛坯长度的1/2～2/3送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造；待一端锻造结束后，再将另一段送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造。

更进一步地，将锻造毛坯进行退火处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至760～770℃，保温4～5小时，然后移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到600-620℃，保温2～3小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷。

更进一步地，步骤三和步骤五采用校正装置进行粗调直，该校正装置包括工作平台、垫板、龙门架、加力座、加力杆和丝杆，所述的垫板设置于工作平台的两端，锻造毛坯置于垫板上；龙门架横跨工作平台，龙门架顶部设置加力座，丝杆竖直设置，一端与加力座连接并穿过龙门架，所述的加力杆横穿加力座。

更进一步地，所述的校正装置还包括一级压板、二级压板，该一级压板、二级压板均设置有内螺纹，能够与丝杆螺纹连接。

更进一步地，所述的校正装置还包括第一预变形块、第二预变形块和限位块，限位块抵靠于锻造毛坯一侧，第一预变形块作用于锻造毛坯另一侧，所述的第一预变形块远离锻造毛坯的一侧设置为斜面，与第二预变形块相配合。

更进一步地，步骤六对锻造毛坯进行最终热处理之前，利用所述的校正装置对锻造毛坯进行预变形。

更进一步地，步骤四进行调质热处理的过程为：将锻造毛坯进行预热，将温度升高到350～400℃，保温4小时；再将温度升高到800～820℃，保温1.5后将温度升高到920～940℃，保温后出炉油淬；淬火后进行回火：加热温度至400～425℃，保温5小时后随炉冷却。

更进一步地，步骤六进行最终热处理的过程为：将加热炉内部升温至900～950℃，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温2～3小时后，将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于500～540℃的加热炉内部保温6～7小时后，出炉空冷。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其对锻造毛坯的组分含量进行优化设计，该配比下的锻造毛坯，在加工时不易产生内应力，整体形变量较小，为剪板机用厚刀片的直线度和平行度的提升提供了有效保障；在热处理过程中，通过严格控制预热温度、回火温度及时间，使得本发明能够确保在热处理过程中的微量变形在可控范围之内，从而保证整体长刀片的直线度、垂直度以及优异的耐磨性和抗冲击性能；

(2)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其在拔长锻造过程中，采用分段锻造工艺，即将锻造毛坯长度的1/2～2/3送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造；待一端锻造结束后，再将另一段送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造；该工艺是发明人率先使用的，虽然较一次加热要麻烦一点，但是鉴于5-6米长刀片，一来如果整体锻造的话时间较长，锻造引起的变形不易控制，二来锻造过程对夹持装置的要求较高，也会增加生产成本；所以综合来说，分段锻造的性价比更高，刀片综合性能得到增强；

(3)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，在粗加工过程中进行第一次粗调直，在第一次精加工过程中进行第二次粗调直，并在最终热处理之前，对锻造毛坯进行预变形；使制造工艺的每一步都能严格满足直线度要求，从而降低误差累积，提高成品厚刀片的生产质量；

(4)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，在最终热处理之前，对锻造毛坯进行预变形，使得锻造毛坯在最终热处理过程中产生的变形与预变形相互抵消，因此成品厚刀片热处理后产生的变形会大大减小，后期二次精加工处理时，将会大大节省时间，提高工作效率；

(5)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，在第一次粗调直、第二次粗调直、预变形阶段均采用一个校正装置，该校正装置在粗调直阶段，利用加力杆带动丝杆旋转下移，进行凸点校正，具有更高的调节精度，能够避免压力机及人工校正的偏移误差；而校正装置所配备的一级压板、二级压板，又能够控制凸点校正面积，不产生二次伤害；且一级压板、二级压板均与丝杆螺纹连接，拆卸和组装都非常方便；更重要的是，该校正装置能够在多场合下使用，节省了工装的制造成本；

(6)本发明的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其校正装置还设置第一预变形块、第二预变形块和限位块，限位块顶住锻造毛坯使其在水平方向上不产生位移，第一预变形块作用于锻造毛坯另一侧，第一预变形块远离锻造毛坯的一侧设置为斜面，与第二预变形块相配合，第一预变形块向下运动的同时，产生施加于锻造毛坯的横向压力，使得锻造毛坯产生微量预变形，以与在最终热处理过程中产生的变形相互抵消，提高了剪板机用厚刀片的质量和生产效率。

附图说明

图1为所述剪板机用厚刀片的结构示意图；

图2为本发明中剪板机用厚刀片校正装置的结构示意图；

图3为本发明中剪板机用厚刀片校正装置的侧视结构示意图；

图4为本发明中下压组件的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、工作平台；2、垫板；3、龙门架；4、加力座；5、加力杆；6、丝杆；61、一级压板；62、二级压板；7、锻造毛坯；8、第一预变形块；9、第二预变形块；10、限位块。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

图1所示为本实施例所要制造的5.2米长剪板机用厚刀片，该刀片在加工过程中要注意受热均匀以及刀片的加工变形问题，为了能够获得自身综合性能高的剪板机用厚刀片，本实施例的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其步骤为：

步骤一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分按重量百分比计为：C：0.74％，Si：0.20％，V：0.62％，W：0.35％，Mn：0.45％，Co：0.30％，Ti：0.30％，P：0.02％，Cr：8.9％，Mo：0.45％，其余为Fe；先对锻造毛坯进行切割，然后对切割好的锻造毛坯进行拔长锻造。

值得说明的是，本实施例在进行拔长锻造过程中，采用分段锻造工艺，即将锻造毛坯部分送入锻造加热炉中进行加热，具体到本实施例选择将锻造毛坯长度的2/3送入锻造加热炉中加热。然后取出锻造；待一端锻造结束后，再将另一段送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造。这种方法看似比一次性入锻造炉加热要麻烦，很多本领域技术人员甚至认为这是在自找麻烦，但其实不然。因为对于5-6米长的刀片来说，锻造是一个很花时间的工序，在锻造过程中肯定也是一段一段的进行锻打，这样一来锻造引起的变形不易控制。而且刚出加热炉的毛坯是相对较软的，需要利用夹持装置对毛坯进行固定，整体长刀的固定，使其不产生较大变形，肯定对夹持装置的要求较高，无疑会增加装置制造成本。还有就是长刀整个进入锻造加热炉，那么对炉深肯定有要求，很多企业为了制造这款剪板机用厚刀片，都要进行设备改造升级，这也是一笔不小的开销。所以综合来说，本实施例改为分段锻造工艺的性价比更高，刀片综合性能也能得到一定程度增强。

步骤二、将锻造毛坯进行退火处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至760℃，保温4小时，然后移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到600℃，保温2小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷。

步骤三、将锻造毛坯制成留有精加工余量的工件，并进行第一次粗调直。

步骤四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理：将锻造毛坯进行预热，将温度升高到350℃，保温4小时；再将温度升高到800℃，保温1.5后将温度升高到920℃，保温后出炉油淬；淬火后进行回火：加热温度至400℃，保温5小时后随炉冷却。

步骤五、对热处理后的锻造毛坯进行一次精加工，并在精加工过程中，进行第二次粗调直。

步骤六、对锻造毛坯进行最终热处理；在此之前，利用所述的校正装置对锻造毛坯7进行预变形。最终热处理的过程为：将加热炉内部升温至900℃，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温2小时后，将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于500℃的加热炉内部保温6小时后，出炉空冷。

步骤七、对锻造毛坯进行二次精加工。

本实施例在粗加工过程中进行第一次粗调直，在第一次精加工过程中进行第二次粗调直，并在最终热处理之前，对锻造毛坯进行预变形；使制造工艺的每一步都能严格满足直线度要求，从而降低误差累积，提高成品厚刀片的生产质量。更重要的是，在第一次粗调直、第二次粗调直、预变形阶段均采用一个校正装置，结合图2，该校正装置包括工作平台1、垫板2、龙门架3、加力座4、加力杆5和丝杆6，所述的垫板2设置于工作平台1的两端，锻造毛坯7置于垫板2上。龙门架3横跨工作平台1，龙门架3顶部设置加力座4，丝杆6竖直设置，一端与加力座4连接并穿过龙门架3，所述的加力杆5横穿加力座4。龙门架3为使用丝杆6进行调直操作提供稳固的支撑，使用时，工作人员旋转加力杆5，加力杆5带动丝杆6旋转下移，对锻造毛坯进行凸点校正，此种调节方式具有更高的调节精度，能够避免压力机及人工校正的偏移误差。

此外，结合图4，本实施例的校正装置还包括一级压板61、二级压板62，该一级压板61、二级压板62均设置有内螺纹，能够与丝杆6螺纹连接。且一级压板61的横截面为圆形，二级压板62的横截面为方形，二级压板62的截面积要大于一级压板61。如此，可以根据实际需要，控制凸点校正面积，不对锻造毛坯产生二次伤害。且一级压板61、二级压板62均与丝杆6螺纹连接拆卸和组装都非常方便，能够节省进行调直的时间。

结合图3，本实施例的校正装置还包括第一预变形块8、第二预变形块9和限位块10，限位块10抵靠于锻造毛坯7一侧，顶住锻造毛坯使其在水平方向上不产生位移，第一预变形块8作用于锻造毛坯7另一侧，所述的第一预变形块8远离锻造毛坯7的一侧设置为斜面，也即第一预变形块8、第二预变形块9为楔形块，第一预变形块8与第二预变形块9相配合，当第一预变形块8向下运动的同时，产生施加于锻造毛坯的横向压力，使得锻造毛坯产生微量预变形，以与在最终热处理过程中产生的变形相互抵消，成品厚刀片热处理后产生的变形会大大减小，后期二次精加工处理时，将会大大节省时间，提高工作效率。

本实施例的校正装置起到了一物多用的效果，可以在多场合下使用，节省了工装的制造成本，且整个校正装置结构简单，制造成本低，便于推广应用。

实施例2

本实施例的一种剪板机用厚刀片的制造方法，基本同实施例1，简述其制造过程如下：

步骤一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分按重量百分比计为：C：0.89％，Si：0.10％，V：0.87％，W：0.45％，Mn：0.35％，Co：0.20％，Ti：0.55％，P：0.02％，Cr：11.74％，Mo：0.35％，其余为Fe；先对锻造毛坯进行切割，然后对切割好的锻造毛坯进行拔长锻造。

步骤二、将锻造毛坯进行退火处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至770℃，保温5小时，然后移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到620℃，保温2小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷。

步骤四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理：将锻造毛坯进行预热，将温度升高到400℃，保温4小时；再将温度升高到820℃，保温1.5后将温度升高到940℃，保温后出炉油淬；淬火后进行回火：加热温度至425℃，保温5小时后随炉冷却。

步骤六、对锻造毛坯进行最终热处理；在此之前，利用所述的校正装置对锻造毛坯7进行预变形。最终热处理的过程为：将加热炉内部升温至950℃，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温3小时后，将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于540℃的加热炉内部保温7小时后，出炉空冷。

步骤七、对锻造毛坯进行二次精加工。

本实施例对锻造毛坯的组分含量进行优化设计，该配比下的锻造毛坯，在加工时不易产生内应力，整体形变量较小，为剪板机用厚刀片的直线度和平行度的提升提供了有效保障；在热处理过程中，通过严格控制预热温度、回火温度及时间，使得本实施例能够确保在热处理过程中的微量变形在可控范围之内，从而保证整体长刀片的直线度、垂直度以及优异的耐磨性和抗冲击性能。

实施例3

步骤一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分按重量百分比计为：C：0.85％，Si：0.20％，V：0.67％，W：0.40％，Mn：0.40％，Co：0.25％，Ti：0.50％，P：0.02％，Cr：10.74％，Mo：0.45％，其余为Fe；先对锻造毛坯进行切割，然后对切割好的锻造毛坯进行拔长锻造。

步骤二、将锻造毛坯进行退火处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至765℃，保温4.5小时，然后移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到610℃，保温2.5小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷。

步骤四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理：将锻造毛坯进行预热，将温度升高到380℃，保温4小时；再将温度升高到810℃，保温1.5后将温度升高到930℃，保温后出炉油淬；淬火后进行回火：加热温度至415℃，保温5小时后随炉冷却。

步骤六、对锻造毛坯进行最终热处理；在此之前，利用所述的校正装置对锻造毛坯7进行预变形。最终热处理的过程为：将加热炉内部升温至920℃，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温3小时后，将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于520℃的加热炉内部保温6.5小时后，出炉空冷。

步骤七、对锻造毛坯进行二次精加工。

实施例4

结合图2，本实施例的一种剪板机用厚刀片的制造方法，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中所述的龙门架3、加力座4、加力杆5和丝杆6组成校正组件，该校正组件沿工作平台1的长度方向设置有2个。如此，在调直过程中，在将锻造毛坯7的位置调整好后，可利用一个校正组件将锻造毛坯7固定，另一个校正组件用来凸点校正。另外，也可以利用2个校正组件进行多凸点同时校正，整体使用灵活性更高，也能够保证最终的调直效果。同样地思路，该校正组件也可以沿工作平台1的长度方向设置有3个，但从操作便捷性以及工装制造成本的角度考虑，不适合再过多增加校正组件的数量。

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

1.一种剪板机用厚刀片的制造方法，其特征在于，其步骤为：

步骤一、剪板机用厚刀片采用锻造毛坯制得，对锻造毛坯采用分段锻造工艺进行拔长锻造，即将锻造毛坯长度的1/2～2/3送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造；待一端锻造结束后，再将另一段送入锻造加热炉中进行加热，然后取出锻造；

步骤二、将锻造毛坯进行退火处理；

步骤四、将经过粗加工的锻造毛坯进行调质热处理；

步骤六、对锻造毛坯进行最终热处理；

步骤七、对锻造毛坯进行二次精加工；

步骤三和步骤五采用校正装置进行粗调直，该校正装置包括工作平台(1)、垫板(2)、龙门架(3)、加力座(4)、加力杆(5)和丝杆(6)，所述的龙门架(3)、加力座(4)、加力杆(5)和丝杆(6)组成校正组件，该校正组件沿工作平台(1)的长度方向设置有2-3个；所述的垫板(2)设置于工作平台(1)的两端，锻造毛坯(7)置于垫板(2)上；龙门架(3)横跨工作平台(1)，龙门架(3)顶部设置加力座(4)，丝杆(6)竖直设置，一端与加力座(4)连接并穿过龙门架(3)，所述的加力杆(5)横穿加力座(4)；

所述的校正装置还包括一级压板(61)、二级压板(62)，该一级压板(61)、二级压板(62)均设置有内螺纹，能够与丝杆(6)螺纹连接；

所述的校正装置还包括第一预变形块(8)、第二预变形块(9)和限位块(10)，限位块(10)抵靠于锻造毛坯(7)一侧，第一预变形块(8)作用于锻造毛坯(7)另一侧，所述的第一预变形块(8)远离锻造毛坯(7)的一侧设置为斜面，与第二预变形块(9)相配合；步骤六对锻造毛坯进行最终热处理之前，利用所述的校正装置对锻造毛坯(7)进行预变形。

2.根据权利要求1所述的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其特征在于：该锻造毛坯的组分按重量百分比计为：C：0.74～0.89％，Si：≤0.20％，V：0.62～0.87％，W：0.35～0.45％，Mn：≤0.45％，Co：≤0.30％，Ti：0.30～0.55％，P：≤0.02％，Cr：8.9～11.74％，Mo：≤0.45％，其余为Fe；先对锻造毛坯进行切割，然后对切割好的锻造毛坯进行拔长锻造。

3.根据权利要求2所述的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其特征在于：将锻造毛坯进行退火处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至760～770℃，保温4～5小时，然后移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到600-620℃，保温2～3小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷。

4.根据权利要求3所述的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其特征在于：步骤四进行调质热处理的过程为：将锻造毛坯进行预热，将温度升高到350～400℃，保温4小时；再将温度升高到800～820℃，保温1.5后将温度升高到920～940℃，保温后出炉油淬；淬火后进行回火：加热温度至400～425℃，保温5小时后随炉冷却。

5.根据权利要求4所述的一种剪板机用厚刀片的制造方法，其特征在于：步骤六进行最终热处理的过程为：将加热炉内部升温至900～950℃，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温2～3小时后，将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于500～540℃的加热炉内部保温6～7小时后，出炉空冷。