CN112192069A - 一种刀具焊接加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刀具焊接加工工艺，包括如下具体步骤：a）水洗；b）干燥；c）冷却；d）喷砂；e）热处理；f）预连接；g）真空钎焊；h）停止加热；本发明采用了在刀具焊接中较为少用的真空钎焊的加工工艺，通过对刀具的零件在加工前后的统一批量处理，降低了操作者的工作强度以及处理水平要求，并且借助真空高温使得钎料主动渗入刀片与刀身的缝隙之中进行连接，有效保障了焊缝的质量，确保焊接出来的刀具在硬度以及韧度都能满足需求，使得成品合格率提升并维持在更高的水平。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，尤其是涉及一种刀具焊接加工工艺。
背景技术
硬质合金刀具是加工金属零部件的重要加工工具，其结构的组成包括刀片以及刀身，为了保障刀具满足切削所需要的锋利度也就是硬度，以及抵抗因切削产生的应力所需要的强韧度也就是韧度，刀片与刀身是需要选用不同的金属材料的，否则，就会因为一种金属材料无法在硬度和韧度之间达到一个平衡而发生崩刃或者无法切削的问题。
所以将两种性能不同的合金材料组成一个完整合金刀具当中最必不可少的加工工艺就是焊接，利用焊料将两个部分紧密连接形成一个整体，这样就可以满足硬度与韧度的要求，然而，现有的刀具焊接工艺主要采用的是较为简单的普通钎焊，因工艺本身具有一定的技术性，对于操作者焊接手艺的掌握要求较高，不同操作者的水平高低对加工出来的刀具的强度影响较大，造成产品合格率难以进一步提升，需要一种工艺改进且对操作水平要求较低的加工方式。
发明内容
针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种刀具焊接加工工艺，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：
一种刀具焊接加工工艺，包括如下具体步骤：
a）水洗，备齐刀片以及刀身，且刀身应设有与刀片配合的安装位，将刀片与刀身分隔后，平铺，进行蒸馏水喷洒清洗；
b）干燥，在真空环境下加热至220℃进行干燥，持续45分钟；
c）冷却，停止加热，直至自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
d）喷砂，对经过热干燥处理的刀片与刀身表面，按照55°~60°的角度范围进行喷砂，距离控制在对刀片110mm与对刀身120mm；
e）热处理，将喷砂完成的刀片与刀身置于650℃的环境下保温45分钟-1个小时，并自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
f）预连接，将刀片与刀身的接触面以及刀身的安装位的中心区域分别滴加1滴的胶水，并将刀片与刀身对应连接，轻压直至不会在自重下发生分离；
g）真空钎焊，将钎料放置于刀片与安装位的交界线，并确保刀片与刀身的宽度方向均竖直向下，在790℃-1035℃的范围内保持8-10分钟；
h）停止加热，待温度冷却至100℃以下后取出即可。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤a中，水洗的温度在20℃以下，不低于10℃，清洗的水压0.3Mpa-0.7Mpa之间。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤d中，喷砂的压力在0.6Mpa-0.8Mpa之间，选用材料为石英砂或海南砂中任一种。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤d中，选用材料为石英砂时，喷砂的压力为0.6Mpa，选用的材料为海南砂时，喷砂的压力为0.8Mpa。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤e中，所述刀片的保温时间为45分钟-50分钟，所述刀身的保温时间为50分钟-1个小时。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤f中，滴加的胶水为聚氨酯粘结剂、橡胶粘接剂、丙烯酸酯粘接剂中任意一种，且滴加的量具体为1滴0.5mL-1mL，按压力不超过15N，按压时间不超过2秒。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤g中，选用的钎剂为锰基钎剂、铝基钎剂、铬基钎剂、铜基钎剂中的任意一种，钎剂选用的直径应当不超过1.5mm。
本发明具有的有益效果在于：采用了在刀具焊接中较为少用的真空钎焊的加工工艺，通过对刀具的零件在加工前后的统一批量处理，降低了操作者的工作强度以及处理水平要求，并且借助真空高温使得钎料主动渗入刀片与刀身的缝隙之中进行连接，有效保障了焊缝的质量，确保焊接出来的刀具在硬度以及韧度都能满足需求，使得成品合格率提升并维持在更高的水平。
具体实施方式
下面结合相关实施例对本发明的实施方式进行说明，需要指出的是，以下相关实施例仅是为了更好说明本发明本身而举的优选实施例，而本发明的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本发明涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。
一种刀具焊接加工工艺，包括如下具体步骤：
a）水洗，备齐刀片以及刀身，且刀身应设有与刀片配合的安装位，将刀片与刀身分隔后，平铺，进行蒸馏水喷洒清洗；
b）干燥，在真空环境下加热至220℃进行干燥，持续45分钟；
c）冷却，停止加热，直至自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
d）喷砂，对经过热干燥处理的刀片与刀身表面，按照55°~60°的角度范围进行喷砂，距离控制在对刀片110mm与对刀身120mm；
e）热处理，将喷砂完成的刀片与刀身置于650℃的环境下保温45分钟-1个小时，并自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
f）预连接，将刀片与刀身的接触面以及刀身的安装位的中心区域分别滴加1滴的胶水，并将刀片与刀身对应连接，轻压直至不会在自重下发生分离；
g）真空钎焊，将钎料放置于刀片与安装位的交界线，并确保刀片与刀身的宽度方向均竖直向下，在790℃-1035℃的范围内保持8-10分钟；
h）停止加热，待温度冷却至100℃以下后取出即可。
本发明的大致原理在于：在刀具进行钎焊时，对被钎接刀片与接触表面经清洗、表面处理以及热处理后，以搭接形式进行装配，把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后，钎料将熔化并浸润焊件表面。液态钎料借助毛细管作用，将沿接缝流动铺展。于是被钎接金属和钎剂间进行相互溶解，相互渗透，形成合金层，冷凝后即形成钎接接头。
其中，所述步骤a的清洗处理是利用喷射蒸馏水将工件表面的污渍进行初步的清除，采用蒸馏水也是避免水中残留的金属盐离子对刀片或者刀身的表面造成腐蚀，并且，清洗过程中尽量减少空气流动，最好控制在均匀室温下进行，优选温度为20-25℃，最高不超过30℃，在清洗完可通过惰性气体预吹干或者是直接进行下一步的干燥操作。
所述步骤b中，干燥需要在清洗完成后快速进行，同时还能对工件进行一定程度上的热处理，改善刀片与刀身的物理性能，使其在接下来的焊接操作中能够取得更好的焊接效果。
所述步骤d的喷砂操作，是一定程度上增加工件表面的粗糙度，使其在真空钎焊时，焊剂以及金属离子能够更容易地发生毛细的互渗现象，从而提高焊点的质量，保障焊接出来的刀具的强度和硬度满足使用的需要。
所述步骤e的热处理操作是完整的热处理工序，金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
所述步骤f的预连接，是让刀片与刀身先预先确定相互配合的位置，为后续步骤g中的钎焊操作提供码放的物质基础，由于不需要完全沾死，因此只需要少量的粘接剂即可，可以选用定量滴管来保障滴加量的均匀性，刀具较小的时候选用小剂量的滴管，刀具较大时则选用较大剂量的滴管。
所述步骤g中的加热温度取决于所选用的钎剂类型，8-10分钟所需的时间较短且加工效果能够满足加工要求。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤a中，水洗的温度在20℃以下，不低于10℃，清洗的水压0.3Mpa-0.7Mpa之间，较低的水洗温度能够抑制工件发生腐蚀的可能性，并且保证工件的表面物理性状改变不会十分明显，也不会伤到工件。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤d中，喷砂的压力在0.6Mpa-0.8Mpa之间，选用材料为石英砂或海南砂中任一种，石英砂的硬度较高光滑度较低，一般选用较低的压力进行喷射，且成本较低，而海南砂的硬度较低且光滑度较高，加工效果更好，需要较高的压力喷射，但是成本较高。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤d中，选用材料为石英砂时，喷砂的压力为0.6Mpa，选用的材料为海南砂时，喷砂的压力为0.8Mpa，两个压力值均为选用砂的最适宜喷射压力。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤e中，所述刀片的保温时间为45分钟-50分钟，所述刀身的保温时间为50分钟-1个小时，刀片的体积较小，故而保温时间可以适当缩短，而刀身的体积较大，则保温时间应当适当增加。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤f中，滴加的胶水为聚氨酯粘结剂、橡胶粘接剂、丙烯酸酯粘接剂中任意一种，且滴加的量具体为1滴0.5mL-1mL，按压力不超过15N，按压时间不超过2秒，上述均为常用且较为廉价的金属粘接剂，因为只是预粘接，因此需要的量极低，且轻轻按压确保不会发生移动即可。
作为本发明进一步的技术方案，所述步骤g中，选用的钎剂为锰基钎剂、铝基钎剂、铬基钎剂、铜基钎剂中的任意一种，钎剂选用的直径应当不超过1.5mm，锰基钎剂需要的蒸发温度较低，而铜基钎剂需要的蒸发温度较高，铝基钎剂与铬基钎剂则介乎上述两种钎剂之间，相比较于锡基钎剂而言，更能满足高速硬质合金刀具的连接需要。
本发明具有的有益效果在于：采用了在刀具焊接中较为少用的真空钎焊的加工工艺，通过对刀具的零件在加工前后的统一批量处理，降低了操作者的工作强度以及处理水平要求，并且借助真空高温使得钎料主动渗入刀片与刀身的缝隙之中进行连接，有效保障了焊缝的质量，确保焊接出来的刀具在硬度以及韧度都能满足需求，使得成品合格率提升并维持在更高的水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种刀具焊接加工工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
a）水洗，备齐刀片以及刀身，且刀身应设有与刀片配合的安装位，将刀片与刀身分隔后，平铺，进行蒸馏水喷洒清洗；
b）干燥，在真空环境下加热至220℃进行干燥，持续45分钟；
c）冷却，停止加热，直至自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
d）喷砂，对经过热干燥处理的刀片与刀身表面，按照55°~60°的角度范围进行喷砂，距离控制在对刀片110mm与对刀身120mm；
e）热处理，将喷砂完成的刀片与刀身置于650℃的环境下保温45分钟-1个小时，并自然冷却至室温，取出刀片与刀身；
f）预连接，将刀片与刀身的接触面以及刀身的安装位的中心区域分别滴加1滴的胶水，并将刀片与刀身对应连接，轻压直至不会在自重下发生分离；
g）真空钎焊，将钎料放置于刀片与安装位的交界线，并确保刀片与刀身的宽度方向均竖直向下，在790℃-1035℃的范围内保持8-10分钟；
h）停止加热，待温度冷却至100℃以下后取出即可。
2.根据权利要求1所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤a中，水洗的温度在20℃以下，不低于10℃，清洗的水压0.3Mpa-0.7Mpa之间。
3.根据权利要求1所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤d中，喷砂的压力在0.6Mpa-0.8Mpa之间，选用材料为石英砂或海南砂中任一种。
4.根据权利要求3所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤d中，选用材料为石英砂时，喷砂的压力为0.6Mpa，选用的材料为海南砂时，喷砂的压力为0.8Mpa。
5.根据权利要求1所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤e中，所述刀片的保温时间为45分钟-50分钟，所述刀身的保温时间为50分钟-1个小时。
6.根据权利要求1所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤f中，滴加的胶水为聚氨酯粘结剂、橡胶粘接剂、丙烯酸酯粘接剂中任意一种，且滴加的量具体为1滴0.5mL-1mL，按压力不超过15N，按压时间不超过2秒。
7.根据权利要求1所述的刀具焊接加工工艺，其特征在于，所述步骤g中，选用的钎剂为锰基钎剂、铝基钎剂、铬基钎剂、铜基钎剂中的任意一种，钎剂选用的直径应当不超过1.5mm。
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2020
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210108 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |