一种高速钢和低碳钢无氧化镶制工艺的制作工艺流程

　　专利名称：高速钢和低碳钢无氧化镶制工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种镶制(钎焊)复合工艺，具体地说涉及一种高速钢和低碳钢在无氧化状态下的镶制(钎焊)复合工艺。

　　背景技术：

　　高速钢作为刀刃钢，低碳钢作为刀体钢的复合材料用于制造刀具，具有高速钢刀刃的优点，又降低成本，尤其适合制造大型刀具。现有的高速钢和低碳钢的复合材料采用二种方法，一是无介质高压缩比复合，二是采用钎料低压缩比镶制。采用铜钎料，由于铜的熔点为1083℃，镶制温度只能在1150～1200℃，对高速钢，特别是W18Cr4V，由于铜钎料只能镶制后直接淬火，加热温度不足，影响刀具的使用性能；采用铁钎料，传统称镶钢，长时期高温加热，使高速钢氧化脱碳，镶制的合格率低，仅40～60％左右。

　　发明内容

　　本发明克服了现有技术中高速钢和低碳钢采用铁钎料镶制合格率低的缺点，以及采用铜钎料镶制的刀具的硬度和机械性能差的缺陷。提供了一种高速钢和低碳钢天氧化镶制复合工艺，该工艺将高速钢刀刃放在铺有钎料的低碳钢刀体上，用热轧钢板覆盖后焊接，使高速钢处于与空气隔绝的密封状态，在高温加热时不会被氧化，提高了高速钢的硬度和机械性能。本发明是这样实现的，一种高速钢和低碳钢无氧化镶制复合工艺，其特点是步骤包括(1)将高速钢刀刃放在铺有钎料的低碳钢刀体上，用热轧钢板覆盖在高速钢和低碳钢上；(2)将热轧钢板的四周与低碳钢焊接密封，使高速钢处于与空气隔绝的密封状态；(3)将高速钢和低碳钢的结合体放在加热炉内加热在1130℃～1220℃加热10～20分钟；(4)在轧机中，结合体经过两次轧制，将高速钢和低碳钢复合成一体。

　　本发明中的钎料由重量百分比为45～60％硼砂，18～35％氟化钠和15～25％铁粉组成。

　　本发明的工作原理是，由于高速钢通过焊接被热轧钢板和低碳钢密封，在高温加热时不会被氧化，利用钎料在高速钢和低碳钢之间的高温浸润和扩散作用，冷却后形成牢固的过渡层。镶制(钎焊)复合合格率达到98％以上。

　　本发明中所述的热轧钢板的厚度为0.5～4mm。这种厚度的钢板有利于焊接密封和以后的加热、轧制工艺。

　　本发明中所述的高速钢是W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2，所述的低碳钢是Q235，当高速钢是W18Cr4V，低碳钢是Q235时，高速钢和低碳钢和结合体在加热炉内的加热温度为1180～1220℃；当高速钢是W6Mo5Cr4V2，低碳钢是Q235时，高速钢和低碳钢的结合体在加热炉内的加热温度为1130～1170℃。

　　本发明中的高速钢是W18Cr4V，低碳钢是Q235时两次轧制的第一道轧制压缩比是20～26％，第二道轧制的压缩比是13～15％。

　　本发明中的高速钢W6Mo5Cr4V2低碳钢是Q235时，两次轧制的第一道压缩比是12～16％，第二道轧制压缩比是6～12％。

　　复合成一体的刀具随后可采用高速钢热处理工艺，如球化退火，等温淬火。充分发挥高速钢的材料特性。

　　本发明也可适用于钢结硬质合金和高合金工具钢的镶制。与现有技术比较，本发明有以下显著效果1、由于高速钢被热轧钢板和低碳钢焊接密封，使高速钢处于与空气隔绝状态，在对结合体高温加热时，高速钢不被氧化，利用钎料在高速钢和低碳钢之间的高温浸润和扩散作用，冷却后形成牢固的过渡层，镶制(钎焊)复合合格率达到98％以上，有助于提高高速钢的硬度和机械性能。

　　2、本发明刀具由于随后可采用高速钢热处理工艺，达到整体高速钢刀具热处理金相组织的要求，硬度达到66HRC。

　　3、本发明复合刀具比无介质复合刀具的投资成本低，适用面广；比铜钎料复合刀具硬度高，使用寿命长。

　　附图为本发明高速钢和低碳钢无氧化镶制焊接结构示意图。

　　图中标号表示1-热轧钢板，2-焊缝，3-低碳钢(刀体钢)，4-高速钢(刀刃钢)，5-钎料。

　　具体实施例方式

　　现结合附图给出本发明的实施例，实施例是对本发明内容的进一步说明而不是对本发明范围的限制。

　　实施例1

　　高速钢W18Cr4V和低碳钢Q235的无氧化镶制工艺。

　　(1)高速钢W18Cr4V和低碳钢Q235分别加工到所需工艺尺寸，如结合面有锈或油污，则需要机械或化学除锈除油。

　　(2)热轧钢板按需尺寸下料，钢板厚度为2mm。

　　(3)在低碳钢〔3〕槽内铺上钎料〔5〕，将高速钢〔4〕放在铺有钎料〔5〕的低碳钢〔3〕上，用热轧钢板〔1〕覆盖在高速钢〔4〕和低碳钢〔3〕上，将热轧钢板〔1〕四周与低碳钢〔3〕焊接密封。钎料由重量百分比为50％硼砂，30％氟化纳和20％铁粉组成。

　　(4)高速钢〔4〕和低碳钢〔3〕的结合体在加热炉内加热10～15分钟，出炉轧制。

　　(5)在φ250mm轧机中经过两次轧制，第一道轧制压缩比20～26％，第二道轧制压缩比13～15％，将高速钢W18Cr4V〔4〕和低碳钢Q235〔3〕镶制复合成一体。

　　(6)冷却后，复合刀具进入下道高速钢热处理工艺，达到整体高速钢刀具热处理金相组织的要求，硬度达到66HRC。

　　实施例2高速钢W6Mo5Cr4V2和低碳钢Q235的无氧化镶制工艺。

　　(1)高速钢W6Mo5Cr4V2和低碳钢Q235分别加工到所需工艺尺寸，如结合面有锈或油污，则需要机械或化学除锈除油。

　　(2)热轧钢板按所需尺寸下料，钢板厚度为3mm。

　　(3)在低碳钢〔3〕槽内铺上钎料〔5〕，将高速钢〔4〕放在铺有钎料〔5〕的低碳钢〔3〕上，用热轧钢板〔1〕覆盖在高速钢〔4〕和低碳钢〔3〕上，将热轧钢板〔1〕四周与低碳钢〔3〕焊接密封。纤料由重量百分比为55％硼砂，25％氟化纳和20％铁粉组成。

　　(4)高速钢〔4〕和低碳钢〔3〕的结合体在加垫炉内1170℃加垫12～18分，出炉轧制。

　　(5)在φ250mm的轧机中经过两次轧制，第一道轧制压缩比12～16％，第二道轧制压缩比6～12％，将高速钢W6Mo5Cr4V2〔3〕和低碳钢Q235〔2〕镶制复合成一体。

　　(6)冷却后，复合刀具进入下道高速钢热处理工艺，达到整体高速钢刀具热处理金相组织的要求，硬度达到66HRC。

　　权利要求

　　1.一种高速钢和低碳钢无氧化镶制工艺，其特征在于步骤包括(1)将高速钢刀刃放在铺有钎料的低碳钢刀体上，用热轧钢板覆盖在高速钢和低碳钢上；(2)将热轧钢板四周与低碳钢焊接密封，使高速钢处于与空气隔绝的密封状态；(3)将高速钢和低碳钢的结合体放在加热炉内，在1130℃～1220℃加热10～20分钟；(4)在轧机中，结合体经过两次轧制，将高速钢和低碳钢复合成一体。

　　2.根据权利要求1所述的镶制工艺，其特征在于所述的热轧钢板的厚度为0.5～4mm。

　　3.根据权利要求1所述的镶制工艺，其特征在于所述的高速钢是W18Cr4V或W6Mo5Cr4V2，低碳钢是Q235，当高速钢是W18Cr4V，低碳钢是Q235时，结合体在加热炉内的加热温度为1180-1220℃；当高速钢是W6Mo5Cr4V2低碳钢为Q235时，结合体在加热炉内的加热温度为1130-1170℃。

　　4.根据权利要求1或3所述的镶制工艺，其特征在于当高速钢是W18Cr4V低碳钢是Q235时，两次轧制的第一道轧制压缩比是20～26％，第二道轧制压缩比是13-15％。

　　5.根据权利要求1或3所述的镶制工艺，其特征在于当高速钢是W6Mo5Cr4V2低碳钢是Q235时，两次轧制的第一道轧制压缩比是12～16％，第二道轧制压缩比是6～12％。

　　全文摘要

　　本发明涉及一种高速钢和低碳钢无氧化镶制复合工艺，步骤包括(1)将高速钢刀刃放在铺有钎料的低碳钢刀体上，用热轧钢板覆盖在高速钢和低碳钢上；(2)将热轧钢板四周与低碳钢焊接密封，使高速钢处于与空气隔绝的密封状态；(3)将高速钢和低碳钢的结合体放在加热炉内。在1130℃～1220℃加热10～20分钟；(4)在轧机中，结合体经过两次轧制，将高速钢和低碳钢复合成一体，第一道轧制的压缩比为12～26％，第二道轧制的压缩比为6～15％。用本发明工艺制造的刀具经过相应热处理，高速钢刀刃的硬度高达66HRC，该刀具具有耐高温、耐冲击以及使用寿命长等特点。

　　文档编号B23K20/04GK1879998SQ20051002880

　　公开日2006年12月20日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日

　　发明者朱德荣, 刘国方 申请人:常州机械刀片有限公司