半徑的1/5至1/4。采用這種形狀設(shè)計(jì)，能夠在保障強(qiáng)度的基礎(chǔ)上有效減小刀具的重量。
[0047]參考圖3所示，圓盤形內(nèi)凹的一側(cè)(圖中右側(cè))為內(nèi)側(cè)面，外凸的一側(cè)(圖中左偵D為外側(cè)面，參考圖2圖3，所述圓盤形的外側(cè)面具有環(huán)形凹槽212，所述環(huán)形凹槽的外周緣具有弧形過度圓角。采用環(huán)形凹槽進(jìn)一步減小了刀具的重量，環(huán)形凹槽的外周采用弧形過度，可以減小應(yīng)力集中。
[0048]所述環(huán)形凹槽的底部具有對稱分布的兩個(gè)通孔213。
[0049]參考圖3所示，所述刀刃向所述圓盤形的內(nèi)側(cè)面傾斜，所述刀刃與豎直方向的夾角為8度至28度。采用此種角度，不但有利于刀刃凸出，而且傾斜、彎曲角度不大可以維系連接處的強(qiáng)度。
[0050]在所述圓盤形上繞所述中心通孔設(shè)置有多個(gè)安裝孔214。
[0051]其中，高硬度工具鋼，一般指硬度在HRC60以上的工具鋼，例如高碳工具鋼:T7A、T8A、T10A。本發(fā)明實(shí)施例中，高硬度工具鋼可以選用H13或鈷鉻鎢硬質(zhì)合金。本發(fā)明實(shí)施例中的鈦合金例如Ti64，鎳合金例如鉻鎳鐵合金或鎳鐵合金。
[0052]可見，本發(fā)明實(shí)施例借助先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)計(jì)制造一款高速切割刀頭，此刀頭可以用來切割高附加值食品肉類。在新設(shè)計(jì)中優(yōu)化了刀具設(shè)計(jì)，并采用輕質(zhì)材料一一鈦合金，它可以降低刀具重量達(dá)50%。同時(shí)刀具刀刃壽命也會提高。此新刀具可以減少食品浪費(fèi)，并適用于多種肉類食品。
[0053]在本發(fā)明實(shí)施例中，刀刃部分采用激光熔覆技術(shù)來熔覆高硬度材料來增強(qiáng)刀刃硬度，以便延長刀具壽命。鈦合金是一種輕質(zhì)量高韌性材料，但是其硬度不足以達(dá)到刀具要求。高硬度工具鋼會通過激光熔覆在刀具基層表面，構(gòu)造一個(gè)刀刃，熔覆后的表面會利用機(jī)床修整打磨，最后形成鋒利的刀刃。鈦合金焊接熔覆性能較差，直接激光熔覆無法完成這個(gè)任務(wù)，因?yàn)闀忻黠@的裂紋和孔洞在熔覆層內(nèi)。而且鈦合金與鐵相元素?zé)o法進(jìn)行冶金結(jié)合，它們會產(chǎn)生非金屬結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)合脆弱。
[0054]圖4是本發(fā)明激光熔覆的示意圖。如圖4所示，在本發(fā)明實(shí)施例中運(yùn)用創(chuàng)新激光技術(shù)進(jìn)行多層熔覆，利用另一種金屬粉末(鎳合金)與鈦合金先熔覆結(jié)合，然后再在另一種金屬上熔覆工具鋼，達(dá)到所需要的硬度和厚度。在首次熔覆時(shí)會運(yùn)用激光軟化噴射技術(shù)，先行用激光軟化鈦合金材料，然后噴射高速鎳合金粉末嵌入鈦合金基底。然后利用較好的鎳基鐵基焊接性來進(jìn)行二次熔覆。
[0055]由上可知，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0056]I)本發(fā)明實(shí)施例中，運(yùn)用激光技術(shù)進(jìn)行了多層熔覆，先利用鎳合金與鈦合金先熔覆結(jié)合，然后再在鎳合金上熔覆工具鋼，從而使得鈦合金與工具鋼能夠間接結(jié)合，解決了鈦合金與鐵相元素?zé)o法進(jìn)行冶金結(jié)合，會產(chǎn)生非金屬結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)合脆弱的技術(shù)障礙。
[0057]2)本發(fā)明實(shí)施例中，刀具主體采用鈦合金，它可以降低刀具重量達(dá)50%。
[0058]3)本發(fā)明實(shí)施例中，中心通孔的半徑為圓盤形半徑的1/5至1/4，采用這種形狀設(shè)計(jì)，能夠在保障刀具強(qiáng)度的基礎(chǔ)上有效減小刀具的重量。并且，進(jìn)一步采用環(huán)形凹槽這種對稱分布結(jié)構(gòu)在盡量保障強(qiáng)度的條件下減小刀具的重量。
[0059]4)本發(fā)明實(shí)施例中，刀刃向所述圓盤形的內(nèi)側(cè)面傾斜，所述刀刃與豎直方向的夾角為8度至28度。采用此種角度，不但有利于刀刃凸出，而且彎曲角度不大，可以維系連接處的強(qiáng)度。
[0060]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭的制造方法，其特征在于，包括: 步驟一，對鈦合金基底進(jìn)行激光軟化； 步驟二，噴射高速鎳合金粉末嵌入軟化后的所述鈦合金基底，在所述鈦合金基底上形成鎳合金層； 步驟三，在所述鎳合金層上激光熔覆高硬度工具鋼，形成刀刃層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，還包括: 對所述刀刃層進(jìn)行修整打磨，形成刀刃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于， 所述鈦合金基底和所述鎳合金層構(gòu)成圓盤形，所述刀刃層位于所述圓盤形的外周緣。4.一種采用權(quán)利要求1所述制造方法制造的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，包括: 鈦合金基底； 鎳合金層，形成在所述鈦合金基底上； 由高硬度工具鋼形成的刀刃層，通過激光熔覆在所述鎳合金層上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于， 所述鈦合金基底和所述鎳合金層構(gòu)成圓盤形，所述刀刃層位于所述圓盤形的外周緣，所述刀刃層上形成刀刃。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，所述圓盤形的中心具有中心通孔，所述中心通孔的半徑為所述圓盤形半徑的1/5至1/4。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，所述圓盤形的外側(cè)面具有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽的外周緣具有弧形過度圓角。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的底部具有對稱分布的兩個(gè)通孔。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，所述刀刃向所述圓盤形的內(nèi)側(cè)面傾斜，所述刀刃與豎直方向的夾角為8度至28度。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭，其特征在于，在所述圓盤形上繞所述中心通孔設(shè)置有多個(gè)安裝孔。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鈦合金激光熔覆高速食品切割刀頭及制造方法，使得鈦合金與工具鋼能夠間接結(jié)合，解決了鈦合金與鐵相元素?zé)o法進(jìn)行冶金結(jié)合，會產(chǎn)生非金屬結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)合脆弱的技術(shù)障礙。其中，制造方法包括：步驟一，對鈦合金基底進(jìn)行激光軟化；步驟二，噴射高速鎳合金粉末嵌入軟化后的所述鈦合金基底，在所述鈦合金基底上形成鎳合金層；步驟三，在所述鎳合金層上激光熔覆高硬度工具鋼，形成刀刃層。
【IPC分類】C23C24/10, B23K26/342, B26D1/00
【公開號】CN105128040
【申請?zhí)枴緾N201510627147
【發(fā)明人】趙兵兵, 段虎明, 孫俊峰, 趙慧峰
【申請人】山西玉華再制造科技有限公司, 上海臨仕激光科技有限公司, 中制高科技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月29日