CN1923447A - 双金属锯片铣刀及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双金属锯片铣刀，使用M42或M51高速钢做刀尖，比起现有的钨合金钢制刀尖的刀具，其价格大大降低了，而使用本发明提供的制作方法，通过焊接工艺将齿尖焊接在齿基上，再通过淬火和中温回火，在本发明提供的制作方法中，控制焊接过程中齿尖与齿基焊缝处的温度，可以避免在焊接过程中焊缝处出现淬火现象，由此，可以保证后续热处理的效果，因此，本发明提供的双金属锯片铣刀与现有的锯片铣刀相比具有使用寿命长、齿尖强度高、造价低的优点。

Description

双金属锯片铣刀及其加工方法

技术领域：

本发明涉及一种双金属锯片铣刀，还涉及该双金属锯片铣刀的加工方法。

背景技术：

目前，国内使用的锯片铣刀有白钢锯片铣刀、TW49锯片铣刀及钨钢镶嵌铣刀，现有的这几种锯片铣刀的价格都比较贵，而且其中的白钢锯片铣刀硬度低于65HRC以下，耐磨性差，刀头寿命短；TW49锯片铣刀主要成分以钨钢为主，另外渗有其它的元素，其使用寿命较长，但昂贵的价格影响到它的普及推广；钨钢镶嵌铣刀属于双金属锯片铣刀，其齿尖部位材料采用的是钨钢，基体采用的是普通钢材，通过焊接或粘接将齿尖与基体固为一体，其焊接主要是采用氩弧焊(铜焊)，后续热处理工艺简单，其硬度比较高，但脆性大，齿尖容易断齿，因为采用铜焊工艺，所以，焊缝机械性能不好，焊缝受力较大时齿尖容易从齿基上脱落，其使用寿命也比较短；另外，在现有技术中其它刀具行业的刀具制造工艺中，很少有采用钢材M42作为齿尖，普通钢材作为基体利用焊接的方法制作刀具的，由于M42材质的特殊性，焊接要求及焊后的热处理要求都比较高，如果M42齿尖焊接或热处理不当，焊缝机械性能不佳，热处理则容易出现过热、过烧等现象，齿尖受力时容易脱落。由于存在上述缺陷，容易出现废品且不能保证产品质量。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有锯片铣刀存在的不足，提供一种双金属锯片铣刀，本发明的另一个目的在于提供上述双金属锯片铣刀的加工方法，利用此方法制造的锯片铣刀具有使用寿命长，红硬性和耐磨性良好，焊缝机械性能好，齿尖硬度高可达到67HRC以上，并且造价比现有的锯片铣刀低的优点。

本发明的目的是这样实现的：

一种双金属锯片铣刀，它由齿尖和齿基构成，其特征是：齿尖材料采用的是高速钢，齿基与齿尖采用焊接连接结构。

所述齿尖的材料是M42高速钢或M51高速钢。所述齿基材料为普通钢材，如45#钢或者40Cr钢材。

一种双金属锯片铣刀的加工方法，包括有以下加工工艺步骤：

1)、制出双金属锯片铣刀的齿基圆板料和齿尖圆环料，齿基的材料为中碳钢，齿尖材料为高速钢；

2)、将齿尖焊接在齿基上，在焊接过程中，齿尖与齿基焊缝处温度即控制在600℃至850℃之间；和/或，使控制齿尖部分的温度不超过300℃；

3)、焊接成型后的锯片铣刀，加工成各种标准规格的齿形，再将加工好齿的锯片铣刀通过真空淬火炉加热后进行淬火；

4)、将淬火后的锯片铣刀进行中温回火；

5)、淬火和中温回火后的双金属锯片铣刀进行加工表面，最后成品包装。

齿基材料为用普通钢材制作，例如可以采用的是45#钢或者40Cr钢材，也可以用其它中碳钢或合金钢等材料制作。齿尖材料为高速钢，其可以是M42高速钢或M51高速钢；

为了达到在焊接过程中不使齿尖出现淬火现象，最好是在焊接过程中同时对齿尖部分进行冷却，使得其温度不高过300℃。

淬火后的锯片铣刀进行2至4次中温保温回火。

在所述焊接过程中，为了保证齿尖温度，一个有效的方法是：在所述的焊接过程中，对高速钢制作的齿尖进行冷却，将齿尖的温度控制在300℃以下。

具体的方法可以是：用与冷却剂输送设备连接的夹具将齿尖夹住，在焊接过程中通入冷却剂，利用冷却剂的低温降低焊接时传递到齿尖的高温，使齿尖的温度控制在300℃以下，直到焊接工序完毕焊缝温度下降到300℃以下，关闭冷却剂输送设备，以使得齿尖不会有在焊接过程中同时出现淬火的可能，保证所有淬火工艺的有效性。

所述淬火过程是将一批锯片铣刀在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190℃至1200℃之间，当加热后的锯片铣刀的温度达到1190℃至1200℃之间后，将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留0.5分钟至5分钟时间将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级。

淬火的冷却介质可以是水或其他介质；

通过淬火后齿尖的晶粒度可达到11-10.5级；

所述的中温保温回火，每次1小时至2小时，回火温度为540-560℃。

在所述回火过程中，具体回火保温过程最好回火三次。

如果是回火三次，则具体的回火温度和时间为：

第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度540℃至560℃，时间1至2小时，然后将其取出冷却至常温，再进行第二次和第三次回火保温，具体操作跟第一次一样，控制在540℃至560℃之间，保温1小时至2小时，通过此工序后M42或M51的碳化物充分析出，硬度可达到67HRC以上，并且其红硬性和耐磨性好；

各个步骤中所使用的专用设备可以包括如下设备：焊接使用电子束焊接机、激光焊接机或其它焊接机；淬火在真空淬火炉中加热；回火在回火炉中加热、加工铣刀使用分度盘、磨齿机等；热处理后对铣刀表面加工使用平面磨床等辅助设备。

本发明提供的锯片铣刀，使用M42高速钢或M51高速钢做齿尖，比起现有的钨合金钢制齿尖的刀具，其价格大大降低了，而使用本发明提供的制作方法，尤其是控制焊接过程中齿尖与齿基焊缝处的温度，可以避免在焊接过程中齿尖处出现淬火现象，由此，可以保证所有热处理工艺的效果，因此，本发明提供的双金属锯片铣刀与现有的锯片铣刀相比具有使用寿命长、齿尖强度高、造价低的优点。

说明书附图：

图1是本发明M42双金属锯片铣刀的平面视图；

图2是本发明M42双金属锯片铣刀的齿尖放大图；

图3是本发明的铣刀加工方法中焊接过程中通过夹具对齿尖部分进行冷却的示意图。

具体实施方式：

以下结合具体尺寸为直径∮250mm、厚4mm的M42双金属锯片铣刀为例说明其加工工艺实施方式。

实施例1

如图1、2所示的双金属锯片铣刀，具体尺寸为直径∮250mm、厚4mm，它由齿尖2和齿基1构成。

齿基材料为用普通钢材制作，例如可以采用的是45#钢或者40Cr钢材，也可以用其它中碳钢、低碳钢或合金钢等材料制作。

在本实施例中，齿基材料采用的是45#或者40Cr钢材。

齿尖材料采用的是M42高速钢，齿基与齿尖采用焊接连接结构；

所述的双金属锯片铣刀的制作方法，它包括有以下加工工艺步骤：

1)、用冲床冲出双金属锯片铣刀齿基圆板料1’、齿尖圆环料2’，如图3所示，材料分别为45#或者40Cr钢材和M42高速钢；

2)、将齿尖圆环料2’通过电子束焊接机或其它焊接设备焊接在齿基圆板料1’上，焊接温度控制在600℃至850℃之间；和/或，使控制齿尖部分的温度不超过300℃；

3)、焊接成型后的锯片铣刀，通过磨齿机加工成各种标准规格的齿形，再将加工好齿的锯片铣刀通过真空淬火炉加热后进行淬火；

4)、将淬火后的锯片铣刀进行中温回火；

5)、淬火和中温回火后的双金属锯片铣刀进行加工表面，最后成品包装。

为了确保焊接过程中高速钢齿尖不发生淬火，在焊接的同时对齿尖部分进行冷却，使得其温度不高过300℃；

冷却齿尖的方法是：用与冷却剂输送设备连接的夹具将齿尖夹住，在焊接过程中通入冷却剂，利用冷却剂的低温降低焊接时传递到齿尖的高温，使齿尖的温度控制在300℃或以下，直到焊接工序完毕焊缝温度下降到300℃以下，方可关闭冷却剂输送设备，以使得齿尖不会在焊接过程中同时出现淬火的可能，保证后续淬火工艺的有效性；

冷却剂可以是氟利昂F22或F42，或者是液氨或溴化锂，也可以是现有技术中的其它冷却剂，使用氟利昂F22或F42或液氨或溴化锂作为冷却剂的具体操作方法可以是：

在所述焊接过程中，用与所述冷却剂输送设备连接的夹套或夹具可以是若干个夹子3，其由两个夹片通过铰接轴连接在一起，在铰接轴上设有扭簧，扭簧的两端分别抵在两个夹片上，在各个夹片中设有U形通道4，在夹片上设有U形通道4的两个端口，在端口上分别连接管道与冷却剂输送设备相连通。操作中，将夹子3密排夹在齿尖圆环料2’上。开始焊接时开启冷却剂输送装置，使得冷却剂在夹子内的U形通道和输送装置之间循环，将焊接热量带走，保证齿尖圆环料的温度不超过300℃。

冷却装置除了上述的夹子之外，还可以有很多种方式。现有技术中用于冷却工件的方法也都适合于本加工工艺中使用。

焊接成型后的锯片铣刀，通过磨齿机加工成各种标准规格的齿形，然后将一批一定数量的锯片铣刀放在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190℃至1200℃之间，当加热后的锯片铣刀的温度达到1190℃至1200℃之间后，将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留0.5分钟至5分钟时间将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级；

将淬火后的锯片铣刀放入回火炉进行2至4次中温保温回火，每次1小时至2小时，使M42的碳化物充分析出，具体回火保温过程为回火三次：第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度控制在540-560℃，保温1-2小时，然后将其取出在空气中冷却至常温，再进行其它三次回火保温，具体操作跟第一次一样；

淬火和回火后的M42双金属锯片铣刀通过平面磨床加工表面，最后成品包装。

专用设备有：电子束焊接机、激光焊接机或其它焊接机、真空淬火炉、回火炉、分度盘、磨齿机和平面磨床等其它辅助设备。

实施例2

一种双金属锯片铣刀，具体尺寸为直径∮250mm、厚4mm，它由齿尖和齿基构成，其特征是：齿基材料采用的是45#或者40Cr钢材，齿尖材料采用的是M42高速钢，齿基与齿尖采用焊接；

所述的双金属锯片铣刀，其特征在于：一种双金属锯片铣刀，它包括有以下加工工艺步骤：

1)、冲床冲出双金属锯片铣刀齿基圆板料、齿尖圆环料，材料分别为45#或者40Cr钢材、M42高速钢；

2)、将齿尖通过电子束焊接机或其它焊接设备焊接在齿基上，焊接温度控制在650℃，并对齿尖部分进行冷却，使得其温度不高过300℃；冷却方法同实施例1。

3)、焊接成型后的锯片铣刀，通过磨齿机加工成各种标准规格的齿形，将一定数量的锯片铣刀在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190℃至1200℃之间，当加热后的锯片铣刀的温度达到1190℃至1200℃之间后，将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留1分钟时间将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级；

4)、将淬火后的锯片铣刀放入回火炉进行3次中温回火，每次2小时，使M42的碳化物充分析出，具体回火保温过程是：第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度控制540℃，保温2小时，然后将其取出冷却至常温，再进行第二次和第三次回火保温，具体操作跟第一次一样；

5)、淬火和回火后的M42双金属锯片铣刀通过平面磨床加工表面，最后成品包装。

实施例3

一种双金属锯片铣刀，具体尺寸为直径∮250mm、厚4mm，它由齿尖和齿基构成，其特征是：齿基材料采用的是45#或者40Cr钢材，齿尖材料采用的是M51高速钢，齿基与齿尖采用焊接；

所述的双金属锯片铣刀，其特征在于：一种双金属锯片铣刀，它包括有以下加工工艺步骤：

1)、冲床冲出双金属锯片铣刀齿基圆板料、齿尖圆环料，材料分别为45#或者40Cr钢材、M51高速钢；

2)、将齿尖通过电子束焊接机或其它焊接设备焊接在齿基上，焊接温度控制在800℃，并对齿尖部分进行冷却，使得其温度不高过300℃；冷却方法同实施例1。

3)、焊接成型后的锯片铣刀，通过磨齿机加工成各种标准规格的齿形，然后将一批一定数量的锯片铣刀在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190℃至1200℃之间，当加热后的锯片铣刀的温度达到1190℃至1200℃之间后，将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留0.5分钟将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级；

4)、将淬火后的锯片铣刀放入回火炉进行3次中温回火，每次2小时，使M51的碳化物充分析出，具体回火保温过程是：第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度控制560℃，保温2小时，然后将其取出冷却至常温，再进行第二次和第三次回火保温，具体操作跟第一次一样；

5)、淬火和回火后的M42双金属锯片铣刀通过平面磨床加工表面，最后成品包装。

实施例4

一种双金属锯片铣刀，具体尺寸为直径∮250mm、厚4mm，它由齿尖和齿基构成，其特征是：齿基材料采用的是45#或者40Cr钢材，齿尖材料采用的是M51高速钢，齿基与齿尖采用焊接；

所述的双金属锯片铣刀的制作，它包括有以下加工工艺步骤：

1)、冲床冲出双金属锯片铣刀齿基圆板料、齿尖圆环料，材料分别为45#钢材、M51高速钢；

2)、将齿尖通过电子束焊接机或其它焊接设备焊接在齿基上，焊接温度控制在850℃，并对齿尖部分进行冷却，使得其温度不高过300℃；冷却方法同实施例1。

3)、焊接成型后的锯片铣刀，通过磨齿机加工成各种标准规格的齿形，然后将一定数量的锯片铣刀在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190℃至1200℃之间，当加热后的锯片铣刀的温度达到1190℃至1200℃之间后，将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留1分钟将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级；

4)、将淬火后的锯片铣刀放入回火炉进行4次中温回火，前两次每次2小时，后两次每次1.5小时，使M51的碳化物充分析出，具体回火保温过程是：第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度控制550℃，保温2小时，然后将其取出冷却至常温，再进行第二次跟第一次一样；第三次，将铣刀放入回火炉中，回火温度540℃，保温1.5小时，然后将其取出空冷至常温。

5)、淬火和回火后的M51双金属锯片铣刀通过平面磨床加工表面，最后成品包装。

实施例5：

双金属锯片铣刀齿尖材料为M51高速钢，在焊接工序中，控制齿尖的温度不超过300℃。其控制方法采用如实施例1中提供的冷却方法。其它步骤同实施例4。

实施例6：

双金属锯片铣刀齿尖材料为M42或M51高速钢，在焊接工序中，控制焊缝温度不超过600℃。其它步骤同实施例1或4。

Claims (10)

1、一种双金属锯片铣刀的加工方法，包括有以下加工工艺步骤：

1)、制出双金属锯片铣刀的齿基圆板料和齿尖圆环料，齿基的材料为中碳钢，齿尖材料为高速钢；

2)、将齿尖焊接在齿基上，在焊接过程中，齿尖与齿基焊缝处温度控制在600摄氏度至850摄氏度之间；和/或，使控制齿尖部分的温度不超过300℃；

3)、焊接成型后的锯片铣刀，加工成各种标准规格的齿形，再将加工好齿的锯片铣刀通过真空淬火炉加热后进行淬火；

4)、将淬火后的锯片铣刀中温回火；

5)、淬火和回火后的双金属锯片铣刀进行表面加工，最后成品包装。

2、根据权利要求1所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：所述齿尖材料为M42或M51高速钢。

3、根据权利要求1所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：在所述的焊接过程中，对高速钢制作的齿尖进行冷却，将齿尖的温度控制在300摄氏度以下。

4、根据权利要求1或3所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：在所述的焊接过程中，用与冷却剂输送设备连接的夹具将齿尖的夹住，在焊接过程中通入冷却剂，利用冷却剂的低温降低焊接时传递到齿尖的高温，使齿尖的温度控制在300摄氏度以下，直到焊接工序完毕焊缝温度下降到常温以下，方可关闭冷却剂输送设备，以使得齿尖不会在焊接过程中同时出现淬火的可能，保证后续淬火工艺的有效性。

5、根据权利要求1所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：所述淬火过程是：将一批锯片铣刀在真空淬火炉中进行加热，真空淬火炉内真空度控制在绝对真空压力10托至30托之间，加热温度控制在1190摄氏度至1200摄氏度之间，然后将锯片铣刀从真空淬火炉中吊出放入油槽中，油温为常温，停留0.5分钟至5分钟时间将其从油槽中取出，通过淬火后使得其晶粒度达到11-10.5级。

6、根据权利要求1或5所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：在所述中温回火过程为中温回火2-4次。回火温度540-560摄氏度，回火时间为1-2小时。每次回火后空冷至常温。

7、根据权利要求6所述的双金属锯片铣刀的加工方法，其特征在于：所述中温回火为三次，三次回火具体的回火温度和时间为：

第一次：将锯片铣刀放入回火炉中，回火温度540-560摄氏度，保温1-2小时，然后将其取出冷却至常温，再进行第二次和第三次回火保温，具体操作跟第一次一样控制在540-560摄氏度，保温1-2小时。

8、一种双金属锯片铣刀，它由齿尖和齿基构成，其特征在于：齿尖材料是高速钢，齿基与齿尖采用焊接连接结构。

9、根据权利要求7所述的双金属锯片铣刀，其特征在于：所述齿尖的材料是M42或M51高速钢。

10、根据权利要求7所述的双金属锯片铣刀，其特征在于：所述齿基材料是45#钢或者40Cr钢材。