CN111761317B - 一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺，属于合金刀片技术领域，包括主刀片和副刀片，所述主刀片呈圆形，其侧壁上热熔镶接有副刀片，所述主刀片的中部开设有圆形的安装孔，并通过安装孔安装于轴上，所述副刀片的背面呈弧形并与轴面相互吻合。采用高温热熔镶接将滚压的主刀片和横向剪切的副刀片构造成一体结构，连铸连轧钢坯实现一次剪切加工完成切边和切段两道工序，且滚压的主刀片和横向剪切的副刀片行程完全同步，加工效率提高，加工精度提高。

Description

一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺
技术领域
本发明涉及其合金刀片技术领域，特别涉及其一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺。
背景技术
连铸连轧全称连续铸造连续轧制(Continue Casting Direct Rolling)，是把液态钢倒入连铸机中铸造出钢坯(称为连铸坯)，然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。这种工艺巧妙地把铸造和轧制两种工艺结合起来，为连铸连轧，获得的钢坯性能优良，厚度低，长度长，需要通过合金刀片进行剪切，通常采用圆形的剪切刀滚压切边，切边之后再对长条状的片状钢坯横向切断，需要通过两个工序进行加工，加工周期长，效率降低，且直接导致二次连铸连轧的钢坯温度降低，剪切难度增加，经过工序改进后，可将一次剪切和二次剪切结合，通过增加剪切刀具实现同时切片和横向切断，但是两个刀片的行程无法高效同步，导致连铸连轧钢坯的加工量存在误差，产品尺寸精度降低，每加工一段时间需要进行两个刀片的位置矫正，浪费时间，增加劳动量，因此急需一种将横向剪切合金刀和纵向滚压剪切刀结合的合金刀片。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺，采用高温热熔镶接将滚压的主刀片和横向剪切的副刀片构造成一体结构，连铸连轧钢坯实现一次剪切加工完成切边和切段两道工序，且滚压的主刀片和横向剪切的副刀片行程完全同步，加工效率提高，加工精度提高，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，包括主刀片和副刀片，所述主刀片呈圆形，其侧壁上热熔镶接有副刀片，所述主刀片的中部开设有圆形的安装孔，并通过安装孔安装于轴上，所述副刀片的背面呈弧形并与轴面相互吻合。
进一步地，所述副刀片的横向延长线过轴的中心线，纵向延长线垂直于主刀片端面。
进一步地，所述副刀片的刀刃呈弧面，且该弧面与主刀片的刀刃相互吻合。
进一步地，所述主刀片和副刀片厚度为2～20mm，且副刀片长度不超过10cm。
进一步地，所述主刀片共有一片，且为硬质合金，副刀片为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼或聚晶金刚石。
进一步地，所述主刀片共有两片，两片主刀片分别位于副刀片的两端，且为硬质合金，副刀片为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼或聚晶金刚石。
根据本发明的另一个方面，提供一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺，包括以下步骤：
S101：主刀片加工，选用圆形的硬质合金刀片基体，并在硬质合金刀片基体端面标记虚线，沿虚线激光蚀刻出槽口，槽口深度与厚度的比值为2：8；
S102：副刀片加工，选用矩形超硬烧结体，一侧侧面磨削为向内凹陷的弧形面，另一侧面磨削为外凸起的弧形面；
S103：镶接，槽口中填充焊粉，副刀片的端口对接于槽口处，超声波侧向挤压副刀片缓慢进入槽口中；
S104：焊接，升温至1050℃～1320℃，高温融化焊粉，冷却成型后获得合金刀片基体；
S105：涂层，采用常规CVD方法于合金刀片基体上制备涂层。
进一步地，焊接中的焊粉由平均粒度为0.8μm～1.2μm的细碳化钨粉、Co金属粉和Cr3C2粉末球磨后干燥获得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺，在主刀片端口处采用激光蚀刻出槽口，副刀片以超声波侧向挤压对接于填充焊粉的槽口中，高温热熔镶接将滚压的主刀片和横向剪切的副刀片构造成一体结构，连铸连轧钢坯实现一次剪切加工完成切边和切段两道工序，且滚压的主刀片和横向剪切的副刀片行程完全同步，加工效率提高，加工精度提高。
附图说明
图1为本发明实施例一中的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的整体结构图；
图2为本发明实施例一中的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的副刀片和轴的连接图；
图3为本发明实施例一中的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的镶接原理图；
图4为本发明图3中A处局部放大图；
图5为本发明实施例二中的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的整体结构图；
图6为本发明的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺流程图。
图中：1、主刀片；11、安装孔；12、槽口；2、副刀片；3、轴。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1至图4，一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，包括主刀片1和副刀片2，主刀片1呈圆形，其侧壁上热熔镶接有副刀片2，主刀片1的中部开设有圆形的安装孔11，并通过安装孔11安装于轴3上，副刀片2的背面呈弧形并与轴3面相互吻合；副刀片2的横向延长线过轴3的中心线，纵向延长线垂直于主刀片1端面；副刀片2的刀刃呈弧面，且该弧面与主刀片1的刀刃相互吻合；主刀片1和副刀片2厚度为2～20mm，且副刀片2长度不超过10cm，避免因为副刀片2长度过长导致钢坯中部受力不均，出现无法完全切断的情况；主刀片1共有一片，且为硬质合金，实现单边剪切，副刀片2为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼(PCBN)或聚晶金刚石(PCD)，超硬烧结体硬度高，强度大，不易脆断，提高副刀片2性能，避免副刀片2发生脆断或变形。
参阅图6，为了更好的展现连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产流程，本实施例现提出一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺，包括以下步骤：
S101：主刀片1加工，选用圆形的硬质合金刀片基体，并在硬质合金刀片基体端面标记虚线，沿虚线激光蚀刻出槽口12，槽口12深度与硬质合金刀片基体厚度的比值为2：8；虚线的形状为副刀片2端面投影形状；
S102：副刀片2加工，选用矩形超硬烧结体，一侧侧面磨削为向内凹陷的弧形面，令副刀片2内壁紧贴轴3，增加结构的紧密性，另一侧面磨削为外凸起的弧形面，两个弧形面与硬质合金刀片基体内外弧形面相互吻合，令钢坯断面切口平整；
S103：镶接，槽口12中填充焊粉，副刀片2的端口对接于槽口12处，超声波侧向挤压副刀片缓慢进入槽口12中；
S104：焊接，升温至1050℃～1320℃，高温融化焊粉，冷却成型后获得合金刀片基体；焊接中的焊粉由平均粒度为0.8μm～1.2μm的细碳化钨粉、Co金属粉和Cr3C2粉末球磨后干燥获得，选用Co金属粉、Cr3C2粉末和细碳化钨粉作为原料，各原料的质量百分比为：Co金属粉4wt.％～10wt.％，细碳化钨粉0.05wt.％～1.0wt.％，Cr3C2粉末余量；
S105：涂层，采用常规CVD方法于合金刀片基体上制备涂层。
实施例二
参阅图5，一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，包括主刀片1和副刀片2，主刀片1呈圆形，其侧壁上热熔镶接有副刀片2，主刀片1的中部开设有圆形的安装孔11，并通过安装孔11安装于轴3上，副刀片2的背面呈弧形并与轴3面相互吻合；副刀片2的横向延长线过轴3的中心线，纵向延长线垂直于主刀片1端面；副刀片2的刀刃呈弧面，且该弧面与主刀片1的刀刃相互吻合；主刀片1和副刀片2厚度为2～20mm，且副刀片2长度不超过10cm，避免因为副刀片2长度过长导致钢坯中部受力不均，出现无法完全切断的情况；主刀片1共有两片，两片主刀片1分别位于副刀片2的两端，且为硬质合金，实现双边剪切，副刀片2为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼(PCBN)或聚晶金刚石(PCD)，超硬烧结体硬度高，强度大，不易脆断，提高副刀片2性能，避免副刀片2发生脆断或变形。
参阅图6，为了更好的展现连铸连轧钢坯剪切合金刀片的流程，本实施例现提出一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺，包括以下步骤：
S101：主刀片1加工，选用圆形的硬质合金刀片基体，并在硬质合金刀片基体端面标记虚线，沿虚线激光蚀刻出槽口12，槽口12深度与硬质合金刀片基体厚度的比值为2：8；虚线的形状为副刀片端面投影形状；
S102：副刀片2加工，选用矩形超硬烧结体，一侧侧面磨削为向内凹陷的弧形面，令副刀片2内壁紧贴轴3，增加结构的紧密性，另一侧面磨削为外凸起的弧形面，两个弧形面与硬质合金刀片基体内外弧形面相互吻合，令钢坯断面切口平整；
S103：镶接，槽口12中填充焊粉，副刀片2的端口对接于槽口12处，超声波侧向挤压副刀片缓慢进入槽口12中；
S104：焊接，升温至1050℃～1320℃，高温融化焊粉，冷却成型后获得合金刀片基体；焊接中的焊粉由平均粒度为0.8μm～1.2μm的细碳化钨粉、Co金属粉和Cr3C2粉末球磨后干燥获得，选用Co金属粉、Cr3C2粉末和细碳化钨粉作为原料，各原料的质量百分比为：Co金属粉4wt.％～10wt.％，细碳化钨粉0.05wt.％～1.0wt.％，Cr3C2粉末余量；
S105：涂层，采用常规CVD方法于合金刀片基体上制备涂层。
综上所述：本发明提出的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片及其生产工艺，在主刀片1端口处采用激光蚀刻出槽口12，副刀片2以超声波侧向挤压对接于填充焊粉的槽口12中，高温热熔镶接将滚压的主刀片1和横向剪切的副刀片2构造成一体结构，连铸连轧钢坯实现一次剪切加工完成切边和切段两道工序，且滚压的主刀片1和横向剪切的副刀片2行程完全同步，加工效率提高，加工精度提高。
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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其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 (8)

1.一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，包括主刀片(1)和副刀片(2)，所述主刀片(1)呈圆形，其侧壁上热熔镶接有副刀片(2)，所述主刀片(1)的中部开设有圆形的安装孔(11)，并通过安装孔(11)安装于轴(3)上，所述副刀片(2)的背面呈弧形并与轴(3)面相互吻合。
2.如权利要求1所述的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，所述副刀片(2)的横向延长线过轴(3)的中心线，纵向延长线垂直于主刀片(1)端面。
3.如权利要求1所述的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，所述副刀片(2)的刀刃呈弧面，且该弧面与主刀片(1)的刀刃相互吻合。
4.如权利要求1所述的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，所述主刀片(1)和副刀片(2)厚度为2～20mm，且副刀片(2)长度不超过10cm。
5.如权利要求1所述的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，所述主刀片(1)共有一片，且为硬质合金，副刀片(2)为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼或聚晶金刚石。
6.如权利要求1所述的一种连铸连轧钢坯剪切合金刀片，其特征在于，所述主刀片(1)共有两片，两片主刀片(1)分别位于副刀片(2)的两端，且为硬质合金，副刀片(2)为超硬烧结体，超硬烧结体包括聚晶立方氮化硼或聚晶金刚石。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S101：主刀片(1)加工，选用圆形的硬质合金刀片基体，并在硬质合金刀片基体端面标记虚线，沿虚线激光蚀刻出槽口(12)，槽口(12)深度与硬质合金刀片基体厚度的比值为2：8；
S102：副刀片(2)加工，选用矩形超硬烧结体，一侧侧面磨削为向内凹陷的弧形面，另一侧面磨削为外凸起的弧形面；
S103：镶接，槽口(12)中填充焊粉，副刀片(2)的端口对接于槽口(12)处，超声波侧向挤压副刀片缓慢进入槽口(12)中；
S104：焊接，升温至1050℃～1320℃，高温融化焊粉，冷却成型后获得合金刀片基体；
S105：涂层，采用常规CVD方法于合金刀片基体上制备涂层。
8.根据权利要求7所述的连铸连轧钢坯剪切合金刀片的生产工艺，其特征在于，焊接中的焊粉由平均粒度为0.8μm～1.2μm的细碳化钨粉、Co金属粉和Cr 3C 2粉末球磨后干燥获得。
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