專利名稱：超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械刀片的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼 鑲接機(jī)械刀片。
背景技術(shù)：
木材加工機(jī)械刀片是薄刃刀具，刀尖需承受巨大的沖擊負(fù)荷，木料與刀片的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)中，產(chǎn)生劇烈的摩擦面會(huì)使刀尖升溫，故刀片材料不但要耐磨，而且要耐熱防止軟化， 在切削中保持硬度。而且，刃鋼中碳化物細(xì)化才能保持刀尖優(yōu)良的鋒利度，才能使切削加工 的木板面光潔平滑。隨著木材加工工業(yè)的發(fā)展，要求具有比高碳低合金鋼機(jī)械刀片具有更 長(zhǎng)的使用壽命和更好的加工質(zhì)量，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們多年來一直致力于超細(xì)碳化物 的高合金鋼的研究和開發(fā)。如中國(guó)專利CN100469938C公開了一種多類型超細(xì)碳化物高合 金工具鋼，其設(shè)計(jì)方法綜合運(yùn)用了相平衡熱力學(xué)計(jì)算及碳化物相變規(guī)律、電子/原子層次 上結(jié)合能的計(jì)算、熱處理工藝及淬火和回火硬度計(jì)算的方法、對(duì)新鋼種的強(qiáng)度和韌性作出 了預(yù)測(cè)，用該發(fā)明制成的木材刨切刀具具有高硬度、高耐磨性和高的刃口鋒利度，但是仍不 能滿足采用高溫?zé)o氧化壓軋鑲接工藝實(shí)施和控制的工藝要求，不能完全的提高產(chǎn)品的成品 率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的機(jī)械刀片不能完全的提高產(chǎn)品的成品率的不足，本發(fā)明提供了一 種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片。本發(fā)明的提出之一，旨在提供一種超細(xì)碳化物高合金中碳工具鋼刃鋼。其成分設(shè) 計(jì)原則是(1)合理的C、Cr、W、Mo、V含量保證碳化物細(xì)化，加少量的Co或Ni以提高基體同 碳化物的結(jié)合力并阻礙原子擴(kuò)散促進(jìn)細(xì)化碳化物，其中含Co結(jié)合力更強(qiáng)，含M降低表面氧 化脫碳傾向更強(qiáng)，可根據(jù)刀片類型選擇；(2)合理的Cr、W、Mo、V比例，利用不同類型碳化物 相成分的變化使之沉淀硬化靠近回火二次硬化最高硬度區(qū)，獲得高的回火硬度；(3)完全 消除了鋼水凝固時(shí)的塊狀碳化物，保證了高的屈服強(qiáng)度和沖擊韌度指標(biāo)，防止刀片刃口在 使用期內(nèi)出現(xiàn)毛刺和崩口。本發(fā)明的提出之二，旨在提供一種符合上述刃鋼成分的高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī) 械刀片，采用的高溫?zé)o氧化壓軋鑲接工藝是專利ZL200510028805. 8的技術(shù)。它的性能特點(diǎn) 是(1)刃鋼有良好熱軋性，在高溫?zé)彳堣備摃r(shí)刃鋼與基體結(jié)合屬于冶金結(jié)合，具有良好的結(jié) 合性；(2)利用薄刃刀具刃口鋒利度取決于合適的淬火未溶碳化物數(shù)量和細(xì)化程度及高的 回火馬氏體基體屈服強(qiáng)度的機(jī)理，使其切削性能和使用壽命達(dá)到高水平。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼 鑲接機(jī)械刀片，首先制備超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼，所述超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃 鋼含有(wt%)C0. 52 0. 62，SiO. 40 0. 60，MnO. 25 0. 50,Cr5. 2 6. 2,W2. 20 2. 70， Mol. 40 1. 70，V0. 40 0. 50，Co 或 Ni 為 0. 18 0. 30，S 彡 0. 015，P 彡 0. 02，F(xiàn)e 余量；其制備包括采用感應(yīng)電爐或感應(yīng)電爐+電渣重熔及其870°C 1100°C鍛軋工藝步驟； 其次采用高溫?zé)o氧化壓軋鑲接在低碳鋼板上制造成機(jī)械刀片； 最后進(jìn)行退火、淬火及回火工藝步驟，其工藝條件為
(1)退火，加熱830°C 840°C，保溫4 6小時(shí)后隨爐冷；
(2)淬火，加熱1010°C 1050°C，保溫1.2分鐘/mm后油冷或空冷；
(3)回火，加熱520°C 560°C，保溫2 4小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有的高合金工具鋼鑲接機(jī)械刀片比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 在于(1)刃鋼的Cr、W、Mo、V合金總量和含C量低于DM6S類鋼(專利號(hào)ZL200710010536. 1) 的含量，便于高溫?zé)o氧化壓軋鑲接工藝實(shí)施和控制，提高了鑲接工序半成品的合格率；(2) 刃鋼的Cr、W、Mo、V的比例合理，消除了目前通用高合金鋼和特殊高合金鋼刃鋼機(jī)械刀片中 常見的塊狀碳化物使之達(dá)到完全超細(xì)化，熱處理后含有合適的淬火未溶碳化物數(shù)量以及少 量Co或M的粘結(jié)作用，使刀的刃口鋒利而耐磨，木材加工面更光潔；(3)替代目前常用的 低、中合金鋼鑲接機(jī)械刀片，其耐磨性更高，使用壽命更長(zhǎng)；其刃鋼特性適用于軟硬各種木 材加工，既可用作刨切刀也可用作旋切刀。這種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼是自主研發(fā) 的含微量Co或Ni的Cr-W-Mo-V高合金工具鋼，具有碳化物超細(xì)化(淬火剩余碳化物尺寸 0. 24 μ m)及回火二次硬化硬度高(62 64HRC)的特性；采用的高溫?zé)o氧化壓軋鑲接工藝 是已有專利ZL200510028805. 8的技術(shù)。該機(jī)械刀片完全消除了原來國(guó)內(nèi)外機(jī)械刀片刃鋼 中的塊狀碳化物，替代目前常用的高合金鋼鑲接機(jī)械刀片，其鋒利度更高，切削木板面更光 潔；替代目前常用的低、中合金鋼鑲接機(jī)械刀片，其耐磨性更高，使用壽命更長(zhǎng)，在木材加工 行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖 1，(&)是卩6-5. 7Cr-2. 45W-1. 55Mo_0. 45V-0. 33Mn_0. 5Si_0. 24Co 平衡相圖；(b) 是 Fe-5. 7Cr-2. 45W-1. 55Mo_0. 45V-0. 33Mn_0. 5Si_0. 24Ni 平衡相圖2是刃鋼經(jīng)熱處理后的掃描照片； 圖3是淬火、回火硬度曲線圖4，(a)是刃鋼淬火金相圖；(b)是鑲接退火金相圖、(c)是經(jīng)高溫?zé)o氧化壓軋鑲接機(jī) 械刀片的橫向結(jié)構(gòu)示意圖5是超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、刃鋼，2、刃鋼與低碳鋼的鑲接處，3、低碳鋼。
具體實(shí)施例方式一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片，首先制備超細(xì)碳化物高合金工 具鋼刃鋼，所述超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼含有(wt%) CO. 52 0. 62，SiO. 40 0. 60， MnO. 25 0. 50，Cr5. 2 6. 2，W2. 20 2. 70，Mol. 40 1. 70，V0. 40 0. 50，Co 或 Ni 為 0. 18 0. 30，S彡0. 015，P彡0. 02，F(xiàn)e余量；其制備包括采用感應(yīng)電爐或感應(yīng)電爐+電渣 重熔及其870°C 1100°C鍛軋工藝步驟；
其次采用高溫?zé)o氧化壓軋鑲接在低碳鋼板上制造成機(jī)械刀片；
4最后進(jìn)行退火、淬火及回火工藝步驟，其工藝條件為
(1)退火，加熱830°C 840°C，保溫4 6小時(shí)后隨爐冷；
(2)淬火，加熱1010°C 1050°C，保溫1.2分鐘/mm后油冷或空冷；
(3)回火，加熱520°C 560°C，保溫2 4小時(shí)。如圖1 圖3所示的一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼。制作本發(fā)明的刃鋼，其化學(xué)成分如表1所示
表1成分(wt%)
如圖4所示的經(jīng)高溫?zé)o氧化壓軋鑲接機(jī)械刀片結(jié)構(gòu)及刀片刃鋼和鑲接部位金相，其熱 加工參數(shù)如表2
表1無氧化高溫壓軋鑲接的禮制工藝制度
刃鋼+刀體加熱溫度保溫時(shí)始軋溫終軋溫軋制壓材料!Of-· ι L間 111111度,C度,,C下率％CY5-(5+Q2351150.-418025-35^1080>880>25
鑲接后進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理，其熱處理工藝及技術(shù)指標(biāo)如表3 表3熱處理工藝及硬度、組織標(biāo)準(zhǔn)工序工藝參數(shù)硬度組織退火8301>8401加熱4”6小 時(shí)后隨爐冷HB250--295碳化物平均尺寸小 于Imn,無塊狀碳 化物淬火1010 5C -1050 加熱 丄 2.. .1 ;mm Iiiiii .fs Si * 或袖冷HRCo 丄 ο 3晶粒度KK41.5級(jí).， 未溶碳化物尺寸 0,24 μ ill回火540' C--'550 5C 恒溫 小時(shí) 回火2次HRC62-65回火馬氏體.碳化 物均勻細(xì)化，殘余 奧氏體實(shí)S00
鑲接機(jī)械刀片制造工藝路線為
(1)刃鋼鍛軋一退火一下料一校平一機(jī)加工，(2)刀體下料一校平一刨槽，(3)無氧化焊
接一熱軋鑲接，退火一校平，(5)淬火、回火，(6)校平一粗磨一刨稍一磨刃一銑背一切頭，
⑵精磨面一精磨稍一精校平，(8)孔槽加工一攻絲一精校平，(9)檢驗(yàn)一包裝。 如圖5所示的超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片，其常規(guī)尺寸如表4
6表4成品刀片常規(guī)尺寸(mm)
權(quán)利要求
一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片，其特征是，首先制備超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼，所述超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼含有(wt%)C0.52～0.62，Si0.40～0.60，Mn0.25～0.50，Cr5.2～6.2，W2.20～2.70，Mo1.40～1.70，V0.40～0.50，Co或Ni為0.18～0.30，S≤0.015，P≤0.02，F(xiàn)e余量，其制備包括采用感應(yīng)電爐或感應(yīng)電爐+電渣重熔及其870℃～1100℃鍛軋工藝步驟；其次采用高溫?zé)o氧化壓軋鑲接在低碳鋼板上制造成機(jī)械刀片；最后進(jìn)行退火、淬火及回火工藝步驟，其工藝條件為(1)退火，加熱830℃～840℃，保溫4～6小時(shí)后隨爐冷；(2)淬火，加熱1010℃～1050℃，保溫1.2分鐘/mm后油冷或空冷；(3)回火，加熱520℃～560℃，保溫2～4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)械刀片的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼鑲接機(jī)械刀片。首先制備超細(xì)碳化物高合金工具鋼刃鋼，該刃鋼含有(wt%)C0.52～0.62，Si0.40～0.60，Mn0.25～0.50，Cr5.2～6.2，W2.20～2.70，Mo1.40～1.70，V0.40～0.50，Co或Ni為0.18～0.30，S≤0.015，P≤0.02，F(xiàn)e余量；其制備包括采用感應(yīng)電爐或感應(yīng)電爐+電渣重熔及其870℃～1100℃鍛軋工藝步驟；其次采用高溫?zé)o氧化壓軋鑲接在低碳鋼板上制造成機(jī)械刀片；最后進(jìn)行退火、淬火及回火工藝步驟；本發(fā)明提高了鑲接工序半成品的合格率。
文檔編號(hào)C21D9/22GK101962738SQ20101053854
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者劉國(guó)方, 章曉靜, 馬永慶 申請(qǐng)人:常州機(jī)械刀片有限公司