CN111531239A - 刨刀用高频钎焊及热处理工艺 - Google Patents

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陈海涛
刘勇
蔡进
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Abstract

本发明涉及刨刀加工领域,具体公开了一种刨刀用高频钎焊及热处理工艺，包括以下步骤：步骤1：采用冷轧态40Cr13材质的镶片，在镶片与刀体表面涂覆钎剂；步骤2：将经步骤1处理的镶片与刀体相贴并将钎料置于镶片与刀体之间；步骤3：对镶片与刀体相贴处进行钎焊，钎焊温度为1130～1170℃，加热时间为6～9s，形成刨刀；步骤4：对经步骤3处理的刨刀进行冷却，并在10min之内冷却至镶片的Ms点以下。本发明的刨刀无需另外进行回火处理。

Description

刨刀用高频钎焊及热处理工艺
技术领域
本发明涉及刨刀加工领域,尤其涉及刨刀热处理领域。
背景技术
刨刀是一种用于刨削加工、具有切削刀刃的刀具，刨刀包括刀体和镶片，镶片上设有刀刃，进行加工时，镶片固定在刀体上。刨刀在实际使用时，镶片上的刀刃与工件接触并对工件进行加工，为了提高刨刀的使用寿命，镶片通常采用强度较大的材料加工而成，与整个刨刀均采用强度较大的材料相比，仅镶片采用强度较大的材料能够有效降低生产成本。
目前通常采用焊接的方式将镶片与刀体固定，且为了提高镶片的强度，在将镶片与刀体固定后还需要再对镶片进行多次回火处理，但进行多次回火处理无疑会使热处理工艺繁琐，降低刨刀的生产效率，而且进行回火处理也需要耗费能源，提高刨刀的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需另外进行回火处理的刨刀用高频钎焊及热处理工艺。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：刨刀用高频钎焊及热处理工艺，包括以下步骤：
步骤1：采用冷轧态40Cr13材质的镶片，在镶片与刀体表面涂覆钎剂；
步骤2：将经步骤1处理的镶片与刀体相贴并将钎料置于镶片与刀体之间；
步骤3：对镶片与刀体相贴处进行钎焊，钎焊温度为1130～1170℃，加热时间为6～9s，形成刨刀；
步骤4：对经步骤3处理的刨刀进行冷却，并在10min之内冷却至镶片的Ms点以下。
本方案的有益效果为：
1.步骤3对镶片与刀体相贴处进行加热的过程中，镶片的温度同时升高，步骤4对刨刀进行冷却时，镶片的温度逐渐下降，镶片逐渐马氏体化，镶片的强度提高，从而无需另外对镶片进行热处理，减少热处理需要的时间，提高刨刀的加工效率。
2.目前行业内为了提高刨刀的强度，通常采用高速钢作为刨刀的材料，而且目前通常对刨刀的如加热温度、加热时间、冷却速度等热处理条件进行改进，以此来进一步增强高速钢材质的刨刀的强度。
本方案与传统的刨刀热处理方法不同，采用冷轧态40Cr13材质的镶片，镶片在与刀体进行钎焊后，通过控制镶片的冷却速度即可同时对镶片进行热处理，从而使刨刀达到采用高速钢材质时的强度。而且与整个刨刀相比，镶片的体积较小，采用冷轧态40Cr13材质的成本较低。
进一步，步骤1将钎剂涂覆在镶片与刀体的接触处。
本方案的有益效果为：钎剂可去除镶片与刀体上的氧化物，避免氧化物位于镶片与刀体之间对钎料与镶片以及与刀体之间的接触造成阻碍，造成镶片与刀体的连接强度变弱。
进一步，步骤2使用的钎料在置于镶片与刀体之间前，先使用钎剂去除钎料表面的氧化物。
本方案的有益效果为：本方案可避免钎料表面的氧化物对将镶片与刀体之间的连接造成不利影响。
进一步，步骤4对刨刀采用空冷的冷却方式。
本方案的有益效果为：与水冷相比，空冷可避免产生的水蒸气与镶片或者刀体接触，使得镶片或刀体氧化，而且空冷的冷却效果相对较差，可避免镶片的温度过快下降，导致难以控制冷却速度。
进一步，步骤4对刨刀进行空冷前，先经步骤3处理的刨刀置于网状的传送带上。
本方案的有益效果为：刨刀可随着传送带移动，在空冷的同时可将刨刀运输至下一工序中，即空冷与运输同时进行，进一步减少运输需要的时间，提高刨刀加工效率。
进一步，步骤4将刨刀置于传送带上时，在刨刀与前一刨刀之间留出空隙。
本方案的有益效果为：避免下一刨刀上的热量传递至上一刨刀中，对上一刨刀的冷却速度造成影响，同时还可避免两相邻刨刀接触，导致刨刀上出现划痕，影响刨刀的外观。
进一步，步骤4的刨刀在冷却至Ms点以下之后，继续冷却至100℃以下，且从钎焊温度冷却至100℃的总时间大于1min。
本方案的有益效果为：避免冷却速度过快无法马氏体化。
进一步，刀体采用Q235材质。
本方案的有益效果为：与高速钢或者40Cr13材质相比，Q235材质的成本更低，有效降低刨刀的成本。
进一步，步骤1在镶片与刀体上涂覆钎剂前先对镶片和刀体进行打磨，直到去除镶片和刀体表面的毛刺。
本方案的有益效果为：本方案可避免在涂覆钎剂时，毛刺刺伤工人。
进一步，包括步骤5，对经步骤4处理的刨刀进行回火，回火温度为150～280℃，回火时间为2～3h。
本方案的有益效果为：经过回火能够进一步提高刨刀的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
刨刀用高频钎焊及热处理工艺，包括以下步骤：
步骤1：采用冷轧态40Cr13材质的镶片、Q235材质的刀体，在镶片与刀体表面涂覆钎剂，具体的，钎剂涂覆在镶片与刀体的接触处；
步骤2：通过打磨去除镶片和刀体表面的毛刺，然后清除镶片和刀体表面的毛刺碎屑以及粉尘，并使用钎剂去除钎料表面的氧化物，然后将经步骤1处理的镶片与刀体相贴并将钎料置于镶片与刀体之间；
步骤3：对镶片与刀体相贴处进行钎焊，钎焊温度为1130～1170℃，加热时间为6～9s，形成刨刀；
步骤4：将刨刀置于网状的传送带上，并在相邻刨刀之间留出空隙，使传送带将刨刀运送至下一工序，具体加工时，通过钎焊工序与下一工序之间的距离，计算出传送带的运输速度，使得刨刀暴露在空气中且冷却至镶片的Ms点以下的时间小于10min、然后继续冷却至100℃以下，且从钎焊温度冷却至100℃的总时间大于1min。
具体的，实施例1～5中，步骤3的钎焊温度、加热时间、步骤4中冷却至镶片的Ms点以下的时间、冷却至100℃的时间如下所示：
Figure BDA0002476225010000031
Figure BDA0002476225010000041
设计对比例1：采用Q235刀体、GCr15材质的镶片，以传统的高频钎焊及热处理工艺进行加工，得到对比例1的刨刀；
设计对比例2：采用Q235刀体、高速钢的镶片，以传统的高频钎焊及热处理工艺进行加工，得到对比例2的刨刀。
并增加实施例10～12：采用与实施例2相同的钎焊温度、加热时间、步骤4中冷却至镶片的Ms点以下的时间、冷却至100℃的时间，但在实施例2的基础上，包括步骤5，对经步骤4处理的刨刀进行回火，回火温度为150～280℃，回火时间为2～3h，实施例10～12的回火温度和回火时间具体如下：
Figure BDA0002476225010000042
对采用实施例1～12的方法加工得到的刨刀和对比例1以及对比例2的刨刀的刨削寿命进行检测，检测结果如下所示：
Figure BDA0002476225010000043
Figure BDA0002476225010000051
通过上表可看出，未经过回火的实施例1～9的刨削寿命仍远大于普通的采用GCr15材质镶片的刨刀(后称普通刨刀)；经过回火的实施例10～12的刨刀的刨削寿命为普通刨刀的5倍多；而且刨削寿命也远高于采用高速钢镶片的刨刀(后称高速钢刨刀)的刨削寿命，几乎为高速钢刨刀的1.9倍。
另外，以对比例1的刨刀的成本为基础，计算实施例1、实施例12以及对比例2的生产成本，并将成本除以对比例1的刨刀的成本进行记录，以及对刨刀使用后是否发生锈蚀进行检测，结果如下：
Figure BDA0002476225010000052
通过上表可以看出：
一、与普通刨刀相比：
1.未经过回火的实施例2的刨刀的成本仅为普通刨刀的0.9倍，成本低于普通刨刀，但是刨削寿命却为普通刨刀的2.09倍；
2.经过回火的实施例12的刨刀的成本为普通刨刀的0.92倍，成本也低于普通刨刀，但刨削寿命却为普通刨刀的5.31倍；
3.高速钢刨刀的成本为普通刨刀的2.01倍，成本远高于普通刨刀、未经过回火的刨刀和经过回火的刨刀，但刨削寿命为普通刨刀的2.71倍。
二、与高速钢刨刀相比：
1.未经过回火的实施例2的刨刀的削寿命虽然仅为高速钢刨刀的0.77倍，但实施例2的成本为高速钢刨刀的0.45倍，成本明显低于高速钢刨刀；
2.经过回火的实施例12的刨刀刨削寿命为高速钢刨刀的1.96倍，刨削寿命远高于高速钢刨刀，且成本也仅为高速钢刨刀的0.46倍，成本低于高速钢刨刀。
三、采用本实施例2和12加工得到的刨刀在长时间使用后不会发生锈蚀，也避免锈蚀导致刨刀的刨削寿命变短，而且因为不会发生锈蚀，可在容易导致其它刨刀锈蚀的环境中使用，适用性更好。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：采用冷轧态40Cr13材质的镶片，在镶片与刀体表面涂覆钎剂；
步骤2：将经步骤1处理的镶片与刀体相贴并将钎料置于镶片与刀体之间；
步骤3：对镶片与刀体相贴处进行钎焊，钎焊温度为1130～1170℃，加热时间为6～9s，形成刨刀；
步骤4：对经步骤3处理的刨刀进行冷却，并在10min之内冷却至镶片的Ms点以下。
2.根据权利要求1所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤1将钎剂涂覆在镶片与刀体的接触处。
3.根据权利要求2所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤2使用的钎料在置于镶片与刀体之间前，先使用钎剂去除钎料表面的氧化物。
4.根据权利要求1所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤4对刨刀采用空冷的冷却方式。
5.根据权利要求4所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤4对刨刀进行空冷前，先经步骤3处理的刨刀置于网状的传送带上。
6.根据权利要求5所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤4将刨刀置于传送带上时，在刨刀与前一刨刀之间留出空隙。
7.根据权利要求4所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤4的刨刀在冷却至Ms点以下之后，继续冷却至100℃以下，且从钎焊温度冷却至100℃的总时间大于1min。
8.根据权利要求1所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述刀体采用Q235材质。
9.根据权利要求1所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：所述步骤1在镶片与刀体上涂覆钎剂前先对镶片和刀体进行打磨，直到去除镶片和刀体表面的毛刺。
10.根据权利要求1所述的刨刀用高频钎焊及热处理工艺，其特征在于：包括步骤5，对经步骤4处理的刨刀进行回火，回火温度为150～280℃，回火时间为2～3h。
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