一種切割不銹鋼冷鋸的制備方法及其鋸片的制作方法
【專利摘要】一種切割不銹鋼冷鋸的制備方法及其鋸片，包括以下步驟：圓鋸片基體應(yīng)力處理；控制異形刀頭焊接精度；在刀頭上加工出低摩擦系數(shù)導(dǎo)屑槽、斷屑槽、抗崩刃棱角、切削刃口、低摩擦系數(shù)側(cè)面，并在刀頭加工后進(jìn)行刃口鈍化處理和TiAlN涂層處理；按照本發(fā)明所述的制備方法構(gòu)建的鋸片，包括鋸片基體、設(shè)置在鋸片基體圓周上的鋸齒和設(shè)置在鋸片基體上的安裝孔，鋸齒刀頭的后刀面上設(shè)置斷屑槽，鋸齒刀頭后刀面和上端主側(cè)面相交處切出抗崩刃棱角，切削刃口設(shè)置在前刀面和后刀面的交接處，與切削刃口相連的前刀面上設(shè)置導(dǎo)屑槽。本發(fā)明的有益效果是：具有耐磨性和熱穩(wěn)定性；抗粘屑性能得到提升，壽命提升。
【專利說明】一種切割不銹鋼冷鋸的制備方法及其鋸片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切割不銹鋼冷鋸的制備方法及其鋸片，屬于表面涂層【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]用異形金屬陶瓷刀頭生產(chǎn)的冷鋸在金屬切斷領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普遍，但對不銹鋼高質(zhì)量高壽命切斷難關(guān)一直未得到解決，目前主要以帶鋸條慢速切斷為主。
[0003]表面涂層技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對刀具性能的改善和切削加工技術(shù)的進(jìn)步起到了非常關(guān)鍵的作用，涂層刀具已成為現(xiàn)代高端刀具的重要標(biāo)志。涂層的原理是在刀體上涂覆一層或多層高耐磨性的難熔化合物，提升刀具性能，達(dá)到提升加工效率，延長刀具壽命，降低生產(chǎn)成本的目的。涂層刀具逐漸會(huì)發(fā)展成為難切削金屬材料加工領(lǐng)域中重要的刀具。
[0004]常用的圓鋸片涂層材料主要有11隊(duì)1^41隊(duì)110隊(duì)(:洲等。隨著TiAlN涂層研究成果發(fā)表后，專業(yè)人士對其優(yōu)異的抗高氧化能力和良好的使用性能表示極大的關(guān)注，目前有多重PVD方法可制備TiAlN涂層。隨著科技的進(jìn)步，涂層的多層化和納米化，使得TiAlN涂層的性能在不斷提升。
[0005]TiAlN涂層具有硬度高、氧化溫度高、熱硬性好、附著力強(qiáng)、摩擦系數(shù)小等優(yōu)良特性，它能保證刀具在高速切削時(shí)仍然具備這些優(yōu)異性能，是目前國際刀具行業(yè)最為主推的涂層。在海外發(fā)達(dá)國家，TiAlN涂層刀具的應(yīng)用已十分普遍。但是現(xiàn)有的技術(shù)在鋸片上的噴涂效果受限、鋸片本身應(yīng)力不均勻，而且現(xiàn)有的鋸片由于摩擦大造成使用過程中產(chǎn)熱太多、影響鋸片的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對目前的技術(shù)處理的鋸片噴涂效果受限、鋸片本身應(yīng)力不均勻、鋸片使用過程中產(chǎn)熱多造成壽命短的問題，提出了一種降低摩擦系數(shù)、使鋸片上應(yīng)力上更均勻、從而提高鋸片使用壽命的切割不銹鋼冷鋸的制備方法及其鋸片。
[0007]—種切割不銹鋼冷鋸的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)圓鋸片基體應(yīng)力處理:首先對基體進(jìn)行熱處理回火，利用德國進(jìn)口 HRC矯平機(jī)對處理后的基體進(jìn)行矯平處理，使基體內(nèi)部殘余應(yīng)力得到充分釋放，然后經(jīng)過無變形表磨處理后，采用滾腰工藝在基體內(nèi)部進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，使其在使用過程中抵抗熱應(yīng)力；
[0009](2)控制異形刀頭焊接精度:齒座去黑皮后在韓國進(jìn)口 HANA全自動(dòng)高頻焊接機(jī)上進(jìn)行高頻焊接，并保證單枚產(chǎn)品焊接精度；
[0010](3)在刀頭上加工出低摩擦系數(shù)導(dǎo)屑槽:導(dǎo)屑槽徑向前角7°，導(dǎo)屑槽夾角140°，導(dǎo)屑槽R角大于R0.7 ;
[0011](4)在刀頭上加工斷屑槽:斷屑槽的寬度0.35?0.45mm，槽中心距0.55?
0.85mm，槽深度0.15?0.30mm,能起到良好的斷屑效果；
[0012](5)在刀頭上加工抗崩刃棱角:抗崩刃棱角為45°斜角，左右對稱，寬度在0.75?
0.1Imm之間，左右對稱量小于0.03mm ；
[0013](6)在刀頭上加工出切削刃口:切削刃口的寬度為0.15?0.25_，角度-25。?-20。；
[0014](7)在刀頭上加工出低摩擦系數(shù)側(cè)面:側(cè)面進(jìn)行油冷研磨設(shè)備加工，粗糙度RaS 0.20，必須要加工出側(cè)面角度，側(cè)面突出量，靠近前刀面處相對焊接面齒高處高出量在0.02?0.03mm之間；靠近刀尖處相對焊接面底部齒寬處，高出量在0.07?0.1Omm之間。
[0015](8)在刀頭加工后進(jìn)行刃口鈍化處理:利用日本進(jìn)口的全自動(dòng)刀頭鈍化設(shè)備進(jìn)行刃口鈍化處理，處理頻率3?5圈/枚；
[0016](9)在刀頭研磨并鈍化處理后TiAlN涂層處理。
[0017]進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法中步驟(9)所述的TiAlN涂層的制備方法，步驟如下:
[0018]I)所有冷鋸嚴(yán)格按照工業(yè)清洗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗；
[0019]2)將圓鋸片用合適大小圓板一枚枚間隔開，過程中防止刀頭撞傷；
[0020]3)將圓鋸片裝夾好后放入爐中，抽真空到5.0X 10_3?9.0X KT3Pa ；
[0021]4)采用電子槍等離子增強(qiáng)的多弧技術(shù)，由Ar離子和Ti離子共同對試樣進(jìn)行清洗打底；
[0022]5)逐漸降低偏壓到-600V?-200V，通入氮?dú)猓练e0.002mm的Ti/TiN符合過渡層(由純Ti逐漸過渡到TiN)；
[0023]6)采用電子槍等離子輔助增強(qiáng)的非平衡磁控濺射技術(shù)沉積TiAlN涂層。
[0024]進(jìn)一步，TiAlN涂層處理中Ti和Al原子比為60:40的熱等靜壓鈦鋁合金靶作為濺射靶材，純Ti靶作為多弧靶材，氣體采用工業(yè)高純氬氣和氮?dú)狻?br> [0025]進(jìn)一步，TiAlN涂層基體為金屬陶瓷刀頭。
[0026]進(jìn)一步，TiAlN涂層的沉積采用電子槍等離子輔助增強(qiáng)的平衡磁控濺射技術(shù)，其中，電子槍電流110?145A，磁控靶電流13?20A ;涂層沉積時(shí)真空度:0.08?0.45Pa，氮?dú)饬髁?35?80cm3/min,沉積偏壓:_50V?-80V,沉積時(shí)間13?60min。
[0027]按照本發(fā)明所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，包括鋸片基體、設(shè)置在鋸片基體圓周上的鋸齒和設(shè)置在鋸片基體上的安裝孔，相鄰的鋸齒之間的鋸片基體上設(shè)置與鋸齒齒背相連的齒底容屑槽，所述鋸齒迎向切削方向的鋸片基體齒座上安裝鋸齒刀頭，并且鋸齒刀頭的切削刃口迎向切削方向，其特征在于:所述的鋸齒刀頭的后刀面上設(shè)置斷屑槽，所述的鋸齒刀頭后刀面和上端主側(cè)面相交處切出抗崩刃棱角，所述的切削刃口設(shè)置在前刀面和后刀面的交接處，并且與切削刃口相連的前刀面上設(shè)置導(dǎo)屑槽。
[0028]相鄰兩個(gè)鋸齒上的鋸齒刀頭后刀面上設(shè)置的斷屑槽左右交替排列，相鄰的斷屑槽所在的平面相互平行并且均與鋸片基體的中心軸垂直。
[0029]與同一鋸齒相鄰的鋸齒上的斷屑槽共平面。
[0030]所述的鋸齒刀頭采用金屬陶瓷刀頭，并且所述的鋸齒刀頭上涂覆TiAlN涂層。
[0031]本發(fā)明主要在金屬陶瓷刀頭上，采用低溫物理氣相沉積(PVD)發(fā)涂覆高硬度的TiAlN涂層。本方法制備出的TiAlN涂層表面生成高強(qiáng)度的氧化物，涂層中的Ti含量控制在28?38%，Al含量控制在12?14%之間，已包裝刃口的鋒利性。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:金屬陶瓷刀頭冷鋸切削熱穩(wěn)定性好，具有非常好的耐磨性和熱穩(wěn)定性；結(jié)合先進(jìn)的TiAlN涂層后抗粘屑性能得到了很大的提升，壽命隨之得到大幅度的提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的冷鋸的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖2是本發(fā)明的冷鋸的局部結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖3是本發(fā)明的冷鋸的刀頭結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明
[0037]實(shí)施例1本發(fā)明的一種切割不銹鋼用冷鋸制備方法過程(以285mm外徑，2.0mm刃厚，1.7mm臺(tái)厚，32mm內(nèi)孔，80Z齒為例):金屬陶瓷刀頭側(cè)面43進(jìn)行油冷研磨設(shè)備加工，粗糙度Ra ^0.20 μ m,加工出側(cè)面角度，側(cè)面突出量，靠近前刀面處相對焊接面齒高處高出量在0.02?0.03mm之間；靠近刀尖處相對焊接面底部齒寬處，高出量在0.07?0.1Omm之間；導(dǎo)屑槽441方面，徑向前角7°，導(dǎo)屑槽夾角140°，導(dǎo)屑槽R角大于R0.7mm;斷屑槽421方面，寬度0.35mm，槽中心距0.80mm，槽深度0.18mm ;抗崩刃棱角431方面，45°斜角，左右對稱，寬度在0.95mm，左右對稱量小于0.03mm;切削刃口 41寬度0.15mm，角度-25°，經(jīng)研磨后鈍化處理4圈；采用金屬陶瓷刀頭作為涂覆基體，經(jīng)清洗后放入爐中，抽真空至8.0X 103Pa。采用電子槍等離子增強(qiáng)的多弧技術(shù)，由Ar離子和Ti離子共同對試樣進(jìn)行清洗打底。降低偏壓至-400V，通入氮?dú)?。采用電子槍等離子輔助增強(qiáng)的非平衡磁控濺射技術(shù)進(jìn)行TiAlN涂層的沉積，電子槍電流130A，磁控靶電流17A。涂層沉積時(shí)真空度:0.23Pa，氮?dú)饬髁?60cm3/min,沉積偏壓:_50V?-80V,沉積時(shí)間:30min。
[0038]實(shí)施例2按照實(shí)施例1所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，包括鋸片基體1、設(shè)置在鋸片基體I圓周上的鋸齒2和設(shè)置在鋸片基體上的安裝孔3，相鄰的鋸齒2之間的鋸片基體I上設(shè)置與鋸齒2齒背21相連的齒底容屑槽22，所述鋸齒2迎向切削方向的鋸片基體I齒座上安裝鋸齒刀頭4，并且鋸齒刀頭4的切削刃口 41迎向切削方向，所述的鋸齒刀頭4的后刀面42上設(shè)置斷屑槽421，所述的鋸齒刀頭4后刀面42和上端主側(cè)面43相交處切出抗崩刃棱角431，所述的切削刃口 41設(shè)置在前刀面44和后刀面42的交接處，并且與切削刃口 41相連的前刀面44上設(shè)置導(dǎo)屑槽441。
[0039]相鄰兩個(gè)鋸齒2上的鋸齒刀頭4后刀面42上設(shè)置的斷屑槽421左右交替排列，相鄰的斷屑槽421所在的平面相互平行并且均與鋸片基體的中心軸垂直。
[0040]與同一鋸齒相鄰的鋸齒上的斷屑槽421共平面。
[0041]所述的鋸齒刀頭采用金屬陶瓷刀頭，并且所述的鋸齒刀頭上涂覆TiAlN涂層。
[0042]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種切割不銹鋼冷鋸的制備方法，包括以下步驟: (1)圓鋸片基體應(yīng)力處理:首先對基體進(jìn)行熱處理回火，利用德國進(jìn)口HRC矯平機(jī)對處理后的基體進(jìn)行矯平處理，使基體內(nèi)部殘余應(yīng)力得到充分釋放，然后經(jīng)過無變形表磨處理后，采用滾腰工藝在基體內(nèi)部進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，使其在使用過程中抵抗熱應(yīng)力； (2)控制異形刀頭焊接精度:齒座去黑皮后在韓國進(jìn)口HANA全自動(dòng)高頻焊接機(jī)上進(jìn)行聞?lì)l焊接，并保證單枚廣品焊接精度； (3)在刀頭上加工出低摩擦系數(shù)導(dǎo)屑槽:導(dǎo)屑槽徑向前角7°，導(dǎo)屑槽夾角140°，導(dǎo)屑槽R角大于R0.7 ; (4)在刀頭上加工斷屑槽:斷屑槽的寬度0.35?0.45mm，槽中心距0.55?0.85mm，槽深度 0.15 ?0.30mm ; (5)在刀頭上加工抗崩刃棱角:抗崩刃棱角為45°斜角，左右對稱，寬度在0.75?0.1lmm之間，左右對稱量小于0.03mm ； (6)在刀頭上加工出切削刃口:切削刃口的寬度為0.15?0.25mm,角度-25。?-20。； (7)在刀頭上加工出低摩擦系數(shù)側(cè)面:側(cè)面進(jìn)行油冷研磨設(shè)備加工，粗糙度RaS0.20，必須要加工出側(cè)面角度，側(cè)面突出量，靠近前刀面處相對焊接面齒高處高出量在0.02?0.03mm之間；靠近刀尖處相對焊接面底部齒寬處，高出量在0.07?0.1Omm之間； (8)在刀頭加工后進(jìn)行刃口鈍化處理:利用日本進(jìn)口的全自動(dòng)刀頭鈍化設(shè)備進(jìn)行刃口鈍化處理，處理頻率3?5圈/枚； (9)在刀頭研磨并鈍化處理后TiAlN涂層處理。
2.如權(quán)利要求1所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法，其特征在于:(9)中的TiAlN涂層處理步驟為: 1)所有冷鋸按照工業(yè)清洗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清洗； 2)將圓鋸片用圓板一枚枚間隔開，過程中防止刀頭撞傷； 3)將圓鋸片裝夾好后放入爐中，抽真空到5.0X 10_3?9.0X 10_3Pa ； 4)采用電子槍等離子增強(qiáng)的多弧技術(shù)，由Ar離子和Ti離子共同對試樣進(jìn)行清洗打底； 5)逐漸降低偏壓到-600V?-200V，通入氮?dú)?，沉積0.002mm的Ti/TiN符合過渡層(由純Ti逐漸過渡到TiN)； 6)采用電子槍等離子輔助增強(qiáng)的非平衡磁控濺射技術(shù)沉積TiAlN涂層。
3.如權(quán)利要求2所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法，其特征在于=TiAlN涂層處理中Ti和Al原子比為60:40的熱等靜壓鈦鋁合金靶作為濺射靶材，純Ti靶作為多弧靶材，氣體采用工業(yè)高純氬氣和氮?dú)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法，其特征在于=TiAlN涂層基體為金屬陶瓷刀頭。
5.如權(quán)利要求3所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法，其特征在于=TiAlN涂層的沉積采用電子槍等離子輔助增強(qiáng)的平衡磁控濺射技術(shù)，電子槍電流110?145A，磁控靶電流13?20A ;涂層沉積時(shí)真空度:0.08?0.45Pa，氮?dú)饬髁?35?80cm3/min，沉積偏壓:-50V?-80V，沉積時(shí)間13?60min。
6.按照權(quán)利要求1所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，包括鋸片基體、設(shè)置在鋸片基體圓周上的鋸齒和設(shè)置在鋸片基體上的安裝孔，相鄰的鋸齒之間的鋸片基體上設(shè)置與鋸齒齒背相連的齒底容屑槽，所述鋸齒迎向切削方向的鋸片基體齒座上安裝鋸齒刀頭，并且鋸齒刀頭的切削刃口迎向切削方向，其特征在于:所述的鋸齒刀頭的后刀面上設(shè)置斷屑槽，所述的鋸齒刀頭后刀面和上端主側(cè)面相交處切出抗崩刃棱角，所述的切削刃口設(shè)置在前刀面和后刀面的交接處，并且與切削刃口相連的前刀面上設(shè)置導(dǎo)屑槽。
7.如權(quán)利要求6所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，其特征在于:相鄰兩個(gè)鋸齒上的鋸齒刀頭后刀面上設(shè)置的斷屑槽左右交替排列，相鄰的斷屑槽所在的平面相互平行并且均與鋸片基體的中心軸垂直。
8.如權(quán)利要求7所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，其特征在于:與同一鋸齒相鄰的鋸齒上的斷屑槽共平面。
9.如權(quán)利要求8所述的切割不銹鋼冷鋸的制備方法構(gòu)建的鋸片，其特征在于:所述的鋸齒刀頭采用金屬陶瓷刀頭，并且所述的鋸齒刀頭上涂覆TiAlN涂層。
【文檔編號】B23D61/04GK104353898SQ201410521180
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】羅輝, 王學(xué)華 申請人:杭州和源精密工具有限公司