專利名稱：高速鋼和低碳鋼無氧化鑲制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑲制(釬焊)復(fù)合工藝，具體地說涉及一種高速鋼和低碳鋼在無氧化狀態(tài)下的鑲制(釬焊)復(fù)合工藝。
背景技術(shù)：
高速鋼作為刀刃鋼，低碳鋼作為刀體鋼的復(fù)合材料用于制造刀具，具有高速鋼刀刃的優(yōu)點，又降低成本，尤其適合制造大型刀具。現(xiàn)有的高速鋼和低碳鋼的復(fù)合材料采用二種方法，一是無介質(zhì)高壓縮比復(fù)合，二是采用釬料低壓縮比鑲制。采用銅釬料，由于銅的熔點為1083℃，鑲制溫度只能在1150～1200℃，對高速鋼，特別是W18Cr4V，由于銅釬料只能鑲制后直接淬火，加熱溫度不足，影響刀具的使用性能；采用鐵釬料，傳統(tǒng)稱鑲鋼，長時期高溫加熱，使高速鋼氧化脫碳，鑲制的合格率低，僅40～60％左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中高速鋼和低碳鋼采用鐵釬料鑲制合格率低的缺點，以及采用銅釬料鑲制的刀具的硬度和機械性能差的缺陷。提供了一種高速鋼和低碳鋼天氧化鑲制復(fù)合工藝，該工藝將高速鋼刀刃放在鋪有釬料的低碳鋼刀體上，用熱軋鋼板覆蓋后焊接，使高速鋼處于與空氣隔絕的密封狀態(tài)，在高溫加熱時不會被氧化，提高了高速鋼的硬度和機械性能。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種高速鋼和低碳鋼無氧化鑲制復(fù)合工藝，其特點是步驟包括(1)將高速鋼刀刃放在鋪有釬料的低碳鋼刀體上，用熱軋鋼板覆蓋在高速鋼和低碳鋼上；(2)將熱軋鋼板的四周與低碳鋼焊接密封，使高速鋼處于與空氣隔絕的密封狀態(tài)；(3)將高速鋼和低碳鋼的結(jié)合體放在加熱爐內(nèi)加熱在1130℃～1220℃加熱10～20分鐘；(4)在軋機中，結(jié)合體經(jīng)過兩次軋制，將高速鋼和低碳鋼復(fù)合成一體。
本發(fā)明中的釬料由重量百分比為45～60％硼砂，18～35％氟化鈉和15～25％鐵粉組成。
本發(fā)明的工作原理是，由于高速鋼通過焊接被熱軋鋼板和低碳鋼密封，在高溫加熱時不會被氧化，利用釬料在高速鋼和低碳鋼之間的高溫浸潤和擴散作用，冷卻后形成牢固的過渡層。鑲制(釬焊)復(fù)合合格率達到98％以上。
本發(fā)明中所述的熱軋鋼板的厚度為0.5～4mm。這種厚度的鋼板有利于焊接密封和以后的加熱、軋制工藝。
本發(fā)明中所述的高速鋼是W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2，所述的低碳鋼是Q235，當高速鋼是W18Cr4V，低碳鋼是Q235時，高速鋼和低碳鋼和結(jié)合體在加熱爐內(nèi)的加熱溫度為1180～1220℃；當高速鋼是W6Mo5Cr4V2，低碳鋼是Q235時，高速鋼和低碳鋼的結(jié)合體在加熱爐內(nèi)的加熱溫度為1130～1170℃。
本發(fā)明中的高速鋼是W18Cr4V，低碳鋼是Q235時兩次軋制的第一道軋制壓縮比是20～26％，第二道軋制的壓縮比是13～15％。
本發(fā)明中的高速鋼W6Mo5Cr4V2低碳鋼是Q235時，兩次軋制的第一道壓縮比是12～16％，第二道軋制壓縮比是6～12％。
復(fù)合成一體的刀具隨后可采用高速鋼熱處理工藝，如球化退火，等溫淬火。充分發(fā)揮高速鋼的材料特性。
本發(fā)明也可適用于鋼結(jié)硬質(zhì)合金和高合金工具鋼的鑲制。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明有以下顯著效果1、由于高速鋼被熱軋鋼板和低碳鋼焊接密封，使高速鋼處于與空氣隔絕狀態(tài)，在對結(jié)合體高溫加熱時，高速鋼不被氧化，利用釬料在高速鋼和低碳鋼之間的高溫浸潤和擴散作用，冷卻后形成牢固的過渡層，鑲制(釬焊)復(fù)合合格率達到98％以上，有助于提高高速鋼的硬度和機械性能。
2、本發(fā)明刀具由于隨后可采用高速鋼熱處理工藝，達到整體高速鋼刀具熱處理金相組織的要求，硬度達到66HRC。
3、本發(fā)明復(fù)合刀具比無介質(zhì)復(fù)合刀具的投資成本低，適用面廣；比銅釬料復(fù)合刀具硬度高，使用壽命長。


附圖為本發(fā)明高速鋼和低碳鋼無氧化鑲制焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號表示1-熱軋鋼板，2-焊縫，3-低碳鋼(刀體鋼)，4-高速鋼(刀刃鋼)，5-釬料。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實施例，實施例是對本發(fā)明內(nèi)容的進一步說明而不是對本發(fā)明范圍的限制。
實施例1
高速鋼W18Cr4V和低碳鋼Q235的無氧化鑲制工藝。
(1)高速鋼W18Cr4V和低碳鋼Q235分別加工到所需工藝尺寸，如結(jié)合面有銹或油污，則需要機械或化學(xué)除銹除油。
(2)熱軋鋼板按需尺寸下料，鋼板厚度為2mm。
(3)在低碳鋼〔3〕槽內(nèi)鋪上釬料〔5〕，將高速鋼〔4〕放在鋪有釬料〔5〕的低碳鋼〔3〕上，用熱軋鋼板〔1〕覆蓋在高速鋼〔4〕和低碳鋼〔3〕上，將熱軋鋼板〔1〕四周與低碳鋼〔3〕焊接密封。釬料由重量百分比為50％硼砂，30％氟化納和20％鐵粉組成。
(4)高速鋼〔4〕和低碳鋼〔3〕的結(jié)合體在加熱爐內(nèi)加熱10～15分鐘，出爐軋制。
(5)在φ250mm軋機中經(jīng)過兩次軋制，第一道軋制壓縮比20～26％，第二道軋制壓縮比13～15％，將高速鋼W18Cr4V〔4〕和低碳鋼Q235〔3〕鑲制復(fù)合成一體。
(6)冷卻后，復(fù)合刀具進入下道高速鋼熱處理工藝，達到整體高速鋼刀具熱處理金相組織的要求，硬度達到66HRC。
實施例2高速鋼W6Mo5Cr4V2和低碳鋼Q235的無氧化鑲制工藝。
(1)高速鋼W6Mo5Cr4V2和低碳鋼Q235分別加工到所需工藝尺寸，如結(jié)合面有銹或油污，則需要機械或化學(xué)除銹除油。
(2)熱軋鋼板按所需尺寸下料，鋼板厚度為3mm。
(3)在低碳鋼〔3〕槽內(nèi)鋪上釬料〔5〕，將高速鋼〔4〕放在鋪有釬料〔5〕的低碳鋼〔3〕上，用熱軋鋼板〔1〕覆蓋在高速鋼〔4〕和低碳鋼〔3〕上，將熱軋鋼板〔1〕四周與低碳鋼〔3〕焊接密封。纖料由重量百分比為55％硼砂，25％氟化納和20％鐵粉組成。
(4)高速鋼〔4〕和低碳鋼〔3〕的結(jié)合體在加墊爐內(nèi)1170℃加墊12～18分，出爐軋制。
(5)在φ250mm的軋機中經(jīng)過兩次軋制，第一道軋制壓縮比12～16％，第二道軋制壓縮比6～12％，將高速鋼W6Mo5Cr4V2〔3〕和低碳鋼Q235〔2〕鑲制復(fù)合成一體。
(6)冷卻后，復(fù)合刀具進入下道高速鋼熱處理工藝，達到整體高速鋼刀具熱處理金相組織的要求，硬度達到66HRC。
權(quán)利要求
1.一種高速鋼和低碳鋼無氧化鑲制工藝，其特征在于步驟包括(1)將高速鋼刀刃放在鋪有釬料的低碳鋼刀體上，用熱軋鋼板覆蓋在高速鋼和低碳鋼上；(2)將熱軋鋼板四周與低碳鋼焊接密封，使高速鋼處于與空氣隔絕的密封狀態(tài)；(3)將高速鋼和低碳鋼的結(jié)合體放在加熱爐內(nèi)，在1130℃～1220℃加熱10～20分鐘；(4)在軋機中，結(jié)合體經(jīng)過兩次軋制，將高速鋼和低碳鋼復(fù)合成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑲制工藝，其特征在于所述的熱軋鋼板的厚度為0.5～4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑲制工藝，其特征在于所述的高速鋼是W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2，低碳鋼是Q235，當高速鋼是W18Cr4V，低碳鋼是Q235時，結(jié)合體在加熱爐內(nèi)的加熱溫度為1180-1220℃；當高速鋼是W6Mo5Cr4V2低碳鋼為Q235時，結(jié)合體在加熱爐內(nèi)的加熱溫度為1130-1170℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鑲制工藝，其特征在于當高速鋼是W18Cr4V低碳鋼是Q235時，兩次軋制的第一道軋制壓縮比是20～26％，第二道軋制壓縮比是13-15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鑲制工藝，其特征在于當高速鋼是W6Mo5Cr4V2低碳鋼是Q235時，兩次軋制的第一道軋制壓縮比是12～16％，第二道軋制壓縮比是6～12％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速鋼和低碳鋼無氧化鑲制復(fù)合工藝，步驟包括(1)將高速鋼刀刃放在鋪有釬料的低碳鋼刀體上，用熱軋鋼板覆蓋在高速鋼和低碳鋼上；(2)將熱軋鋼板四周與低碳鋼焊接密封，使高速鋼處于與空氣隔絕的密封狀態(tài)；(3)將高速鋼和低碳鋼的結(jié)合體放在加熱爐內(nèi)。在1130℃～1220℃加熱10～20分鐘；(4)在軋機中，結(jié)合體經(jīng)過兩次軋制，將高速鋼和低碳鋼復(fù)合成一體，第一道軋制的壓縮比為12～26％，第二道軋制的壓縮比為6～15％。用本發(fā)明工藝制造的刀具經(jīng)過相應(yīng)熱處理，高速鋼刀刃的硬度高達66HRC，該刀具具有耐高溫、耐沖擊以及使用壽命長等特點。
文檔編號B23K20/04GK1879998SQ20051002880
公開日2006年12月20日 申請日期2005年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者朱德榮, 劉國方 申請人:常州機械刀片有限公司