CN114012179B - 一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺，包括锯片基体，所述锯片基体外表面镀有钛膜，所述锯片基体中心处开设有中心孔，所述中心孔的外侧沿圆周方向设有若干个散热孔，所述锯片基体的外表面交错设有若干个锯齿与排屑槽，所述锯齿上焊接固定有刀头，所述排屑槽靠近所述锯片基体中心处一侧连通有延长槽。有益效果：通过排屑槽的设计，来降低锯片产生的飞屑在锯片堆积，并且，锯片在高速切割过程中会产生大量的热量，若干个散热孔形成对流散热，散热效果好，提高锯片的使用寿命和适应性。
Description
技术领域
本发明涉及锯片加工技术领域，具体来说，涉及一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺。
背景技术
锯片是切割常用的工具之一，现有技术的锯片结构为：在经过调质处理的中碳钢或低合金钢的刀架上钎焊有作为切削刃口的硬质合金刀片，刀片经过磨削加工使其达到要求的尺寸和精度。这种结构的刀片在锯切含有勃结剂的人造板材时刀口很快就变钝，需进行刃磨，不仅降低了生产效率，增加制造成本，还影响其加工精度。
硬质合金锯片由锯片基体和镶嵌在圆周均布锯齿上的金刚合金刀头组成，广泛应用于道路建筑、家居装潢、机械加工等行业，主要用来切割水泥道路、石材、木材、塑钢型材、铝型材、钢铁等材料，市场需求量大。
但现有的硬质合金锯片在加工生产的过程中，淬火冷却时容易畸变，并且，锯片在切割工件时不稳定，锯片的脆性高、韧性、平面度与精度较差。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺，包括锯片基体，所述锯片基体外表面镀有钛膜，所述锯片基体中心处开设有中心孔，所述中心孔的外侧沿圆周方向设有若干个散热孔，所述锯片基体的外表面交错设有若干个锯齿与排屑槽，所述锯齿上焊接固定有刀头，所述排屑槽靠近所述锯片基体中心处一侧连通有延长槽；
高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，包括以下步骤；
激光切割：用激光切割机从板料上将基体切割下来，切割下来的基体包括中心孔、散热孔、锯齿、排屑槽以及延长槽；
淬火与回火：先用夹具对锯片基体两端施加压力，然后对锯片基体进行加压淬火，淬火完成后利用清水冲洗锯片基体，去除锯片基体表面的盐渍，然后再利用夹具对锯片基体施加压力然后放入回火炉中进行加压回火；
粗磨整平：回火完成后通刃磨机床对锯片基体的表面黑皮进行粗磨处理，同时将锯片基体的表面厚度控制在1.5±0.02mm，然后对锯片基体进行硬度与平度检测，硬度控制在48±2HRC，平面度满足≤0.1mm的要求；
车孔与开齿：通过车床对整平后的锯片基体进行车中心孔，再对环绕中心孔圆周分布的散热孔进行加工，然后，通过磨齿机对锯片基体进行磨齿；
一次校平：利用校平尺对锯片基体进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体进行磨抛；
去毛刺：先用角磨机对切割下来的锯片基体表面较大的毛刺进行打磨，清除锯片基体表面的较大毛刺后，再用全自动去毛刺机对锯片基体进行二次去毛刺；
精磨与清洗：通过刃磨机床高速磨削锯片基体，使锯片基体的表面厚度控制在1.5±0.003mm的范围内，然后，先通过人工对锯片基体进行刷洗，然后，通过退磁机对锯片基体进行退磁，最后经过热水喷淋、二次人工刷洗以及烘干机烘干，即可；
焊刀头与喷砂：在锯片基体清洗干净后，将刀头通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在锯齿座上，然后将锯片基体放在喷砂机内进行喷砂处理，喷砂圈直径为8±0.5mm；
二次校平：利用校平尺对锯片基体进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体进行磨抛；
镀膜与磨刀头：通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体进行镀膜，然后利用磨齿机对刀头进行加工，加工完成后对刀口进行钝化处理；
通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体进行镀膜包括以下步骤：
表面处理：首先，通过金属清洗剂加上超声波对锯片基体进行脱脂、清洗，清洗之后，进行酸洗，然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时采用蒸馏水，三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在100℃，时间为1h；
抽真空：将干燥后的锯片基体放置在小弧源镀膜机内，然后将小弧源镀膜机内的真空抽至6.6x 10-3pa，开始是粗抽，从大气抽至5pa，用油扩散泵进行细抽，在粗抽时，可以烘烤加热至145℃。伴随镀膜室温度的升高，器壁放气会使真空度降低，然后又回升，等到气压回升到6.6x 10-3pa时方可进行镀膜工作；
氩离子轰击清洗：向小弧源镀膜机内通入高纯度氯气，轰击时间:10min，此刻，在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生的氩离子以较高的能量撞击工件表面，将工件表面吸附的气体、杂质和工件表面层原子溅射下来，露出材料的新鲜表面；
镀膜：通入高纯度氩气，真空度保持在2x 10-2pa，脉冲偏压:200～300v，占空比50％，电弧电流:60～80a，引燃全部弧源，时间2～3min；
冷却：镀膜工序结束后，首先关闭电弧电源和偏压电源，然后关闭气源、停转架，工件在真空镀膜室内冷却至80～100℃时，向镀膜室内充大气，取出工件放入超声波清洗装置内进行清洗，清洗完成后，晾干，包装，即可；
所述高纯度氯气的真空度99.99％，保持在2～3pa，轰击电压:800～1000v。
优选的，所述锯片基体的材质为合金，所述钛合金膜厚度为2-7微米。
优选的，所述刀头为陶瓷合金刀头，且通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在所述锯齿上。
优选的，所述排屑槽两侧边均为圆弧形结构，所述排屑槽为十个，所述排屑槽与所述延长槽的长度为所述锯片基体半径的五分之一。
优选的，所述淬火与回火的步骤中，淬火加热温度为840℃，淬火时间为：6小时，淬火冷却时间为50-65小时，回火温度为：360℃，回火时间为：回火加热时间为4小时，回火冷却时间为60小时-72小时。
优选的，所述磨齿机对刀头进行加工步骤中，对刀头进行侧隙角加工：侧隙角角度为0.5°，侧隙0.07mm；对刀头导屑槽前角和后角加工：导屑槽前角角度为9°，导屑槽后角角度为9°，导屑槽夹角120°，通过径向跳动检测仪，将径向跳动控制在≤0.01mm；对刀头断屑槽加工：断屑槽宽度0.4mm，断屑槽深度0.3mm；对刀头抗崩刃棱角加工：抗崩刃棱角的角度45°，左右对称，宽度0.1mm；对刀头切削刃口加工：切削刃口宽度3.0mm，角度为0。
本发明的有益效果为：通过钛膜的设计，提高锯片的强度与寿命；通过排屑槽的设计，来降低锯片产生的飞屑在锯片堆积，并且，锯片在高速切割过程中会产生大量的热量，若干个散热孔形成对流散热，散热效果好，提高锯片的使用寿命和适应性；对锯片基体进行热处理，先加压淬火，增加锯片的硬度并且减少淬火冷却畸变，在对锯片进行回火，降低基体的脆性，增加锯片基体的韧性；使锯片的重心更加靠近锯片的圆心，减少锯片旋转过程中因偏心而产生周期性振动，从而使锯片切割工件时更加稳定；进行了多次去毛刺清洗，在每次磨削时保证锯片的干净程度，能够提高锯片平面度精度，通过对刀头的特殊角度设计，使切割工件时精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺的步骤流程图一；
图3是根据本发明实施例的一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺的步骤流程图二；
图4是根据本发明实施例的一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺中镀膜工艺的步骤流程图。
图中：
1、锯片基体；2、中心孔；3、散热孔；4、锯齿；5、刀头；6、排屑槽；7、延长槽。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺。
实施例一；
如图1-2所示，根据本发明实施例的高强度耐热排屑钛膜锯片，包括锯片基体1，所述锯片基体1外表面镀有钛膜，所述锯片基体1中心处开设有中心孔2，所述中心孔2的外侧沿圆周方向设有若干个散热孔3，所述锯片基体1的外表面交错设有若干个锯齿4与排屑槽6，所述锯齿4上焊接固定有刀头5，所述排屑槽6靠近所述锯片基体1中心处一侧连通有延长槽7。
实施例二；
如图1-4所示，所述锯片基体1的材质为合金，所述钛合金膜厚度为2-7微米，所述刀头5为陶瓷合金刀头，且通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在所述锯齿4上，所述排屑槽6两侧边均为圆弧形结构，所述排屑槽6为十个，所述排屑槽6与所述延长槽7的长度为所述锯片基体1半径的五分之一。从上述的设计不难看出，通过排屑槽6的设计，来降低锯片产生的飞屑在锯片堆积，并且，锯片在高速切割过程中会产生大量的热量，若干个散热孔3形成对流散热，散热效果好，提高锯片和工件的使用寿命和适应性。
实施例三；
如图1-2所示，根据本发明的实施例，还提供了一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺，用于高强度耐热排屑钛膜锯片，包括以下步骤；
步骤S101，激光切割：用激光切割机从板料上将基体切割下来，切割下来的基体包括中心孔2、散热孔3、锯齿4、排屑槽6以及延长槽7；
步骤S103，淬火与回火：先用夹具对锯片基体1两端施加压力，然后对锯片基体1进行加压淬火，淬火完成后利用清水冲洗锯片基体1，去除锯片基体1表面的盐渍，然后再利用夹具对锯片基体1施加压力然后放入回火炉中进行加压回火；
步骤S105，粗磨整平：回火完成后通刃磨机床对锯片基体1的表面黑皮进行粗磨处理，同时将锯片基体1的表面厚度控制在1.5±0.02mm，然后对锯片基体1进行硬度与平度检测，硬度控制在48±2HRC，平面度满足≤0.1mm的要求；
步骤S107，车孔与开齿：通过车床对整平后的锯片基体1进行车中心孔2，再对环绕中心孔2圆周分布的散热孔3进行加工，然后，通过磨齿机对锯片基体1进行磨齿；
步骤S109，一次校平：利用校平尺对锯片基体1进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体1表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体1进行磨抛；
步骤S111，去毛刺：先用角磨机对切割下来的锯片基体1表面较大的毛刺进行打磨，清除锯片基体1表面的较大毛刺后，再用全自动去毛刺机对锯片基体1进行二次去毛刺；
步骤S113，精磨与清洗：通过刃磨机床高速磨削锯片基体1，使锯片基体1的表面厚度控制在1.5±0.003mm的范围内，然后，先通过人工对锯片基体1进行刷洗，然后，通过退磁机对锯片基体1进行退磁，最后经过热水喷淋、二次人工刷洗以及烘干机烘干，即可；
步骤S115，焊刀头与喷砂：在锯片基体1清洗干净后，将刀头5通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在锯齿座上，然后将锯片基体1放在喷砂机内进行喷砂处理，喷砂圈直径为8±0.5mm；
步骤S117，二次校平：利用校平尺对锯片基体1进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体1表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体1进行磨抛；
步骤S119，镀膜与磨刀头：通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体1进行镀膜，然后利用磨齿机对刀头5进行加工，加工完成后对刀口进行钝化处理。
实施例四；
如图1-3所示，所述淬火与回火的步骤中，淬火加热温度为840℃，淬火时间为：6小时，淬火冷却时间为50-65小时，回火温度为：360℃，回火时间为：回火加热时间为4小时，回火冷却时间为60小时-72小时，所述磨齿机对刀头5进行加工步骤中，对刀头5进行侧隙角加工：侧隙角角度为0.5°，侧隙0.07mm；对刀头5导屑槽前角和后角加工：导屑槽前角角度为9°，导屑槽后角角度为9°，导屑槽夹角120°，通过径向跳动检测仪，将径向跳动控制在≤0.01mm；对刀头5断屑槽加工：断屑槽宽度0.4mm，断屑槽深度0.3mm；对刀头5抗崩刃棱角加工：抗崩刃棱角的角度45°，左右对称，宽度0.1mm；对刀头5切削刃口加工：切削刃口宽度3.0mm，角度为0。
实施例五；
如图1-3所示，根据本发明又一个方面，提供了一种高强度耐热排屑钛膜锯片及其加工工艺，通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体1进行镀膜包括以下步骤：
步骤S201，表面处理：首先，通过金属清洗剂加上超声波对锯片基体1进行脱脂、清洗，清洗之后，进行酸洗，然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时采用蒸馏水，三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在100℃，时间为1h；
步骤S203，抽真空：将干燥后的锯片基体1放置在小弧源镀膜机内，然后将小弧源镀膜机内的真空抽至6.6x 10-3pa，开始是粗抽，从大气抽至5pa，用油扩散泵进行细抽，在粗抽时，可以烘烤加热至145℃。伴随镀膜室温度的升高，器壁放气会使真空度降低，然后又回升，等到温度回升到6.6x 10-3pa时方可进行镀膜工作；
步骤S205，氩离子轰击清洗：向小弧源镀膜机内通入高纯度氯气，轰击时间:10min，此刻，在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生的氩离子以较高的能量撞击工件表面，将工件表面吸附的气体、杂质和工件表面层原子溅射下来，露出材料的新鲜表面；
步骤S207，镀膜：通入高纯度氩气，真空度保持在2x 10-2pa，脉冲偏压:200～300v，占空比50％，电弧电流:60～80a，引燃全部弧源，时间2～3min；
步骤S209，冷却：镀膜工序结束后，首先关闭电弧电源和偏压电源，然后关闭气源、停转架，工件在真空镀膜室内冷却至80～100℃时，向镀膜室内充大气，取出工件放入超声波清洗装置内进行清洗，清洗完成后，晾干，包装，即可。
实施例六；
如图1-4所示，所述高纯度氯气的真空度99.99％，保持在2～3pa，轰击电压:800～1000v。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过钛膜的设计，提高锯片的强度与寿命；通过排屑槽6的设计，来降低锯片产生的飞屑在锯片堆积，并且，锯片在高速切割过程中会产生大量的热量，若干个散热孔3形成对流散热，散热效果好，提高锯片的使用寿命和适应性；对锯片基体1进行热处理，先加压淬火，增加锯片的硬度并且减少淬火冷却畸变，在对锯片进行回火，降低基体的脆性，增加锯片基体1的韧性；使锯片的重心更加靠近锯片的圆心，减少锯片旋转过程中因偏心而产生周期性振动，从而使锯片切割工件时更加稳定；进行了多次去毛刺清洗，在每次磨削时保证锯片的干净程度，能够提高锯片平面度精度，通过对刀头5的特殊角度设计，使切割工件时精度更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，包括锯片基体(1)，所述锯片基体(1)外表面镀有钛膜，所述锯片基体(1)中心处开设有中心孔(2)，所述中心孔(2)的外侧沿圆周方向设有若干个散热孔(3)，所述锯片基体(1)的外表面交错设有若干个锯齿(4)与排屑槽(6)，所述锯齿(4)上焊接固定有刀头(5)，所述排屑槽(6)靠近所述锯片基体(1)中心处一侧连通有延长槽(7)；
高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，包括以下步骤；
激光切割：用激光切割机从板料上将基体切割下来，切割下来的基体包括中心孔(2)、散热孔(3)、锯齿(4)、排屑槽(6)以及延长槽(7)；
淬火与回火：先用夹具对锯片基体(1)两端施加压力，然后对锯片基体(1)进行加压淬火，淬火完成后利用清水冲洗锯片基体(1)，去除锯片基体(1)表面的盐渍，然后再利用夹具对锯片基体(1)施加压力然后放入回火炉中进行加压回火；
粗磨整平：回火完成后通刃磨机床对锯片基体(1)的表面黑皮进行粗磨处理，同时将锯片基体(1)的表面厚度控制在1.5±0.02mm，然后对锯片基体(1)进行硬度与平度检测，硬度控制在48±2HRC，平面度满足≤0.1mm的要求；
车孔与开齿：通过车床对整平后的锯片基体(1)进行车中心孔(2)，再对环绕中心孔(2)圆周分布的散热孔(3)进行加工，然后，通过磨齿机对锯片基体(1)进行磨齿；
一次校平：利用校平尺对锯片基体(1)进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体(1)表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体(1)进行磨抛；
去毛刺：先用角磨机对切割下来的锯片基体(1)表面的毛刺进行打磨，清除锯片基体(1)表面的毛刺后，再用全自动去毛刺机对锯片基体(1)进行二次去毛刺；
精磨与清洗：通过刃磨机床高速磨削锯片基体(1)，使锯片基体(1)的表面厚度控制在1.5±0.003mm的范围内，然后，先通过人工对锯片基体(1)进行刷洗，然后，通过退磁机对锯片基体(1)进行退磁，最后经过热水喷淋、二次人工刷洗以及烘干机烘干，即可；
焊刀头与喷砂：在锯片基体(1)清洗干净后，将刀头(5)通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在锯齿座上，然后将锯片基体(1)放在喷砂机内进行喷砂处理，喷砂圈直径为8±0.5mm；
二次校平：利用校平尺对锯片基体(1)进行校平检验，通过有无光线穿过判断是否合格，不合格情况下，通过锤子敲打锯片基体(1)表面的凸起，然后再次检测，最后，将合格的锯片基体(1)进行磨抛；
镀膜与磨刀头：通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体(1)进行镀膜，然后利用磨齿机对刀头(5)进行加工，加工完成后对刀口进行钝化处理；
通过小弧源镀膜机和脉冲偏压电源对锯片基体(1)进行镀膜包括以下步骤：
表面处理：首先，通过金属清洗剂加上超声波对锯片基体(1)进行脱脂、清洗，清洗之后，进行酸洗，然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时采用蒸馏水，三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在100℃，时间为1h；
抽真空：将干燥后的锯片基体(1)放置在小弧源镀膜机内，然后将小弧源镀膜机内的真空抽至6.6x 10-3pa，开始是粗抽，从大气抽至5pa，用油扩散泵进行细抽，在粗抽时，烘烤加热至145℃，伴随镀膜室温度的升高，器壁放气会使真空度降低，然后又回升，等到气压回升到6.6x 10-3pa时方可进行镀膜工作；
氩离子轰击清洗：向小弧源镀膜机内通入高纯度氯气，轰击时间:10min，此刻，在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生的氩离子以较高的能量撞击工件表面，将工件表面吸附的气体、杂质和工件表面层原子溅射下来，露出材料的新鲜表面；
镀膜：通入高纯度氩气，真空度保持在2x 10-2pa，脉冲偏压:200～300v，占空比50％，电弧电流:60～80a，引燃全部弧源，时间2～3min；
冷却：镀膜工序结束后，首先关闭电弧电源和偏压电源，然后关闭气源、停转架，工件在真空镀膜室内冷却至80～100℃时，向镀膜室内充大气，取出工件放入超声波清洗装置内进行清洗，清洗完成后，晾干，包装，即可；
所述高纯度氯气的真空度99.99％，保持在2～3pa，轰击电压:800～1000v。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，所述锯片基体(1)的材质为合金，所述钛膜厚度为2-7微米。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，所述刀头(5)为陶瓷合金刀头，且通过全自动焊齿机以高频焊接的方式焊接在所述锯齿(4)上。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，所述排屑槽(6)两侧边均为圆弧形结构，所述排屑槽(6)为十个，所述排屑槽(6)与所述延长槽(7)的长度为所述锯片基体(1)半径的五分之一。
5.根据权利要求1所述的一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，所述淬火与回火的步骤中，淬火加热温度为840℃，淬火时间为：6小时，淬火冷却时间为50-65小时，回火温度为：360℃，回火时间为：回火加热时间为4小时，回火冷却时间为60小时-72小时。
6.根据权利要求5所述的一种高强度耐热排屑钛膜锯片加工工艺，其特征在于，所述磨齿机对刀头(5)进行加工步骤中，对刀头(5)进行侧隙角加工：侧隙角角度为0.5°，侧隙0.07mm；对刀头(5)导屑槽前角和后角加工：导屑槽前角角度为9°，导屑槽后角角度为9°，导屑槽夹角120°，通过径向跳动检测仪，将径向跳动控制在≤0.01mm；对刀头(5)断屑槽加工：断屑槽宽度0.4mm，断屑槽深度0.3mm；对刀头(5)抗崩刃棱角加工：抗崩刃棱角的角度45°，左右对称，宽度0.1mm；对刀头(5)切削刃口加工：切削刃口宽度3.0mm，角度为0。
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