一种圆盘剪切机刀片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及机械刀片的制备领域。为提供一种对不锈钢及高强钢板进行剪切且性价比较高的圆盘剪切机刀片，本发明专利技术提出一种圆盘剪切机刀片的制备方法，制备刀片基体并在刀片基体外部包覆刀片包套，通过位于刀片包套上环形盖板上的装粉通道向刀片包套的外侧壁与刀片基体的外侧壁之间灌装合金粉末，灌装完成并振实后在装粉通道上安装顶盖；将内置有刀片基体和合金粉末的刀片包套置于脱气炉中抽真空并进行脱气保温、置于热等静压炉中进行热等静压处理，形成刀片刀刃层；机加工去除刀片包套得到刀片毛坯后依次进行退火处理、淬火处理和回火处理，精加工得到刀片。该方法制备得到的刀片的刀刃厚度均匀耐磨，刀片使用寿命长，成本低，性价比高。

A disc shearing machine blade and its preparation method

The invention relates to the preparation field of a mechanical blade. In order to provide a higher price on the shear and stainless steel and high strength steel disc shear blade, the invention provides a preparation method of disc shear blade, blade and blade in the preparation of the matrix substrate is coated on the outside blade sheath, the sheath is located in the blade ring cover installed between the outer channel to fly the wall of the outer wall of blade sheath and blade base alloy powder filling, filling and compaction in powder after installing the roof channel; incorporating blade matrix and alloy blade package sleeve is arranged in the vacuum degassing furnace and hot isostatic pressing for removing gas in thermal insulation, hot isostatic pressing furnace and the formation of blade layer; machining blades removed package insert blanks obtained sequentially after annealing, quenching and tempering, finishing blade. The blade has a uniform wear resistance, long service life, low cost and high cost performance.

【技术实现步骤摘要】
一种圆盘剪切机刀片及其制备方法
本专利技术涉及机械刀片的制备领域，尤其涉及一种对不锈钢、高强钢等钢板进行分条或切边用的圆盘剪切机刀片及其制备方法。
技术介绍
随着高铁、核电、建筑、石油、汽车及家电等行业的快速发展，不锈钢及高强钢板的使用比例不断提高，而不锈钢及高强钢板因为Ni含量比较高而导致其在剪切过程中容易发生粘钢。由于高强钢板的内应力大、塑性和韧性低，故在利用圆盘剪切机对高强钢板进行剪切时，圆盘剪切机刀片的剪刃易发生翻边、崩口、磨损不均匀以及钝化速度快等问题。因此，为完成剪切工作，剪切操作人员需在剪切过程中频繁关停圆盘剪切机来更换刀片，而频繁关停圆盘剪切机又会导致剪切质量和圆盘剪切机的运行稳定性受到严重影响。目前，常用的圆盘剪切机刀片分别由如下几种材质制成：1、5CrW2Si和6CrW2Si，该类型钢是在铬硅钢的基础上加入质量分数为2.2-2.5％的钨制成的，其化学成分如表1所示。该类型钢由于加入钨而提高了回火状态下的韧性及回火稳定性，并具有一定的淬透性和高温力学性能，但是其碳含量高、合金含量低，且材料组织中基板不含合金碳化物，耐磨性能差。故，利用该类型钢制成的圆盘剪切机刀片主要是用来剪切Q234及Q345钢板，且每24小时既需更换一次刀片。表1.5CrW2Si及6CrW2Si的化学成分表(质量分数.％)类别CSiMnCrNiCuW5CrW2Si0.45～0.550.5～0.8≤0.41.0～1.3≤0.25≤0.302.0～2.56CrW2Si0.55～0.650.5～0.8≤0.41.0～1.3≤0.25≤0.302.0～2.52、Cr12MoV合金工具钢，利用该种材料制成的圆盘剪切机刀片也只能用于加工普通金属板材，且对于加工精度高的板材则无法达到加工精度要求。3、硬质合金材料，利用该种材料通过粉末冶金工艺制成的圆盘剪切机刀片较脆，价格较高，且在进行高速剪切时容易崩刃，使用寿命较短。综上可见，目前常用的圆盘剪切机刀片要么不适用于不锈钢及高强钢板的剪切，要么成本高且使用寿命短，性价比过低。另外，专利申请号为201510502299.5还公开了一种圆盘剪切机刀片，该刀片通过对利用合金材料制成毛坯进行锻造、退火、粗加工、淬火、回火及精加工处理得到，其中合计材料中各化学成分的质量分数为C：1.10～1.21％，V：0.45～0.67％，W：0.51～0.67％，Ti：0.43～0.55％，Zr：0.33～0.41％，Nb：0.23～0.35％，Cr：8.9～11.74％，Mo：0.75～0.86％，余量为Fe。这种圆盘剪切机刀片的精度虽提高到能够满足一些高精尖设备用板材的剪切要求，但是，由于刀片通过锻造方法得到，耐磨性能及韧性的综合性能不足，导致刀片的使用寿命较短，且制备毛坯所用的合金材料的成本较高，导致刀片的制备成本较高，性价比较低。
技术实现思路
为提供一种对不锈钢及高强钢板进行剪切且性价比较高的圆盘剪切机刀片，本专利技术提出一种圆盘剪切机刀片的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤S1、制备刀片基体，并在所述刀片基体外部包覆刀片包套：所述刀片基体为环形饼体，且该环形饼体的内侧壁上设置有安装定位用的装配键槽；所述刀片包套包括环形筒体，该环形筒体的内侧壁的外径等于所述刀片基体的内径，并位于所述刀片基体的内孔中；所述环形筒体的外侧壁的内径大于所述刀片基体的外径，并包套在所述刀片基体的外侧壁周围；所述环形筒体的下端口配设有封闭所述下端口的下环形盖板，所述下环形盖板的内壁上设置有下环形卡凸，且该下环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述环形筒体的上端口配设有封闭所述上端口的上环形盖板，所述上环形盖板的内壁上设置有上环形卡凸，且该上环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述上环形盖板上靠近外缘处设置有贯穿所述上环形卡凸与所述刀片包套内腔连通的装粉通道，该装粉通道背离所述环形筒体的顶端配设有顶盖，且该顶盖上设置有抽真空孔；步骤S2、通过所述装粉通道向所述刀片包套内灌装合金粉末，在灌装完成后进行振实操作，并将所述顶盖安装到所述装粉通道顶部并通过焊接密封连接；步骤S3、将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于脱气炉中抽真空并进行脱气保温；步骤S4、在脱气保温完成后，将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于热等静压炉中进行热等静压处理，使所述合金粉末在所述刀片包套内热等静压成型并与所述刀片基体的外侧壁扩散连接，在所述刀片基体的外侧壁上形成刀片的刀刃层；步骤S5、采用机加工方法去除所述刀片包套得到刀片毛坯，并对所述刀片毛坯依次进行退火处理、淬火处理和回火处理，再对所述刀片毛坯进行精加工得到刀片。利用本专利技术圆盘剪切机刀片的制备方法制备刀片时，先在制备得到的刀片基体外部包覆刀片包套内，再向刀片基体的外侧壁与刀片包套的外侧壁之间灌装合金粉末，然后通过热等静压工艺使合金粉末与刀片基体的外侧壁进行扩散连接，并达到冶金结合状态，以提高刀片的刀刃层即刀刃的耐磨性能、抗变形及耐冲击性能，从而满足对不锈钢及高强钢板进行剪切的需要，同时还延长了刀片的使用寿命。另外，该种刀片仅刀刃层采用成本较高的合金材料制成，可有效降低刀片的制备成本，从而提高刀片的性价比。优选地，所述刀片包套的上环形盖板上对称设置有多个装粉通道，以便于在制备过程中进行合金粉末的灌装操作。进一步地，所述刀片包套的抽真空孔处设置有连接抽真空装置用的抽真空管，以便于在脱气保温时利用抽真空装置对刀片包套进行抽真空操作。优选地，所述刀片基体采用35CrMo钢制成，使得制备得到的刀片能够在复杂受力情况下承受冲击、弯扭及高载荷，使用寿命延长。优选地，所述合金粉末的化学成分及各化学成分含量的重量百分比依次为：碳2.1％～2.5％、铬4.5％～5.5％、钼1.0～2.0％、钒8.5％～11.5％、硅0.8～1.5％、锰0.2～1.0％，其余为铁。优选地，在所述步骤3中，进行脱气保温时的保温温度为300～500℃、真空度为2×10-3Pa，保持时间为2～10h。优选地，在所述步骤4中，进行热等静压处理时的温度为1000～1200℃、压力为120～140MPa，保持时间为2～5h。优选地，在所述步骤5中，对所述刀片毛坯进行退火处理时，退火的温度为750～950℃，保温时间为1～6h，随炉冷却。优选地，对所述刀片毛坯进行淬火处理时，采用油淬，且淬火的温度为1000～1200℃，保温时间为0.5～2h；在淬火完成后的8h内对所述刀片毛坯进行回火处理，且回火处理的温度为400～600℃，保温时间为1～4h，采用空气冷却，并在相同工艺条件下回火2～3次。另外，本专利技术还提出一种刀片，该刀片利用上述任意一种圆盘剪切机刀片的制备方法制备得到。该种刀片的抗弯强度可达3650MPa，冲击值即冲击韧度可达17J，刀刃层的硬度可达60HRC；而采用锻造方法制备得到的刀片的抗弯强度为2170MPa，冲击值为9.1J，硬度为66HRC；采用粉末冶金方法制备得到的硬质合金刀片的抗弯强度为2300MPa，冲击值为2.3J，硬度为68HRC。由此可见，本专利技术提出的刀片相较于采用锻造方法制备得到的刀片和采用粉末冶金方法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆盘剪切机刀片的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤S1、制备刀片基体，并在所述刀片基体外部包覆刀片包套：所述刀片基体为环形饼体，且该环形饼体的内侧壁上设置有安装定位用的装配键槽；所述刀片包套包括环形筒体，该环形筒体的内侧壁的外径等于所述刀片基体的内径，并位于所述刀片基体的内孔中；所述环形筒体的外侧壁的内径大于所述刀片基体的外径，并包套在所述刀片基体的外侧壁周围；所述环形筒体的下端口配设有封闭所述下端口的下环形盖板，所述下环形盖板的内壁上设置有下环形卡凸，且该下环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述环形筒体的上端口配设有封闭所述上端口的上环形盖板，所述上环形盖板的内壁上设置有上环形卡凸，且该上环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述上环形盖板上靠近外缘处设置有贯穿所述上环形卡凸与所述刀片包套内腔连通的装粉通道，该装粉通道背离所述环形筒体的顶端配设有顶盖，且该顶盖上设置有抽真空孔；步骤S2、通过所述装粉通道向所述刀片包套内灌装合金粉末，在灌装完成后进行振实操作，并将所述顶盖安装到所述装粉通道顶部并通过焊接密封连接；步骤S3、将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于脱气炉中抽真空并进行脱气保温；步骤S4、在脱气保温完成后，将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于热等静压炉中进行热等静压处理，使所述合金粉末在所述刀片包套内热等静压成型并与所述刀片基体的外侧壁扩散连接，在所述刀片基体的外侧壁上形成刀片的刀刃层；步骤S5、采用机加工方法去除所述刀片包套得到刀片毛坯，并对所述刀片毛坯依次进行退火处理、淬火处理和回火处理，再对所述刀片毛坯进行精加工得到刀片。...

【技术特征摘要】
2017.06.19 CN 20171046188631.一种圆盘剪切机刀片的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤S1、制备刀片基体，并在所述刀片基体外部包覆刀片包套：所述刀片基体为环形饼体，且该环形饼体的内侧壁上设置有安装定位用的装配键槽；所述刀片包套包括环形筒体，该环形筒体的内侧壁的外径等于所述刀片基体的内径，并位于所述刀片基体的内孔中；所述环形筒体的外侧壁的内径大于所述刀片基体的外径，并包套在所述刀片基体的外侧壁周围；所述环形筒体的下端口配设有封闭所述下端口的下环形盖板，所述下环形盖板的内壁上设置有下环形卡凸，且该下环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述环形筒体的上端口配设有封闭所述上端口的上环形盖板，所述上环形盖板的内壁上设置有上环形卡凸，且该上环形卡凸靠近所述环形筒体的外侧壁并卡扣在所述环形筒体的外侧壁和所述刀片基体之间；所述上环形盖板上靠近外缘处设置有贯穿所述上环形卡凸与所述刀片包套内腔连通的装粉通道，该装粉通道背离所述环形筒体的顶端配设有顶盖，且该顶盖上设置有抽真空孔；步骤S2、通过所述装粉通道向所述刀片包套内灌装合金粉末，在灌装完成后进行振实操作，并将所述顶盖安装到所述装粉通道顶部并通过焊接密封连接；步骤S3、将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于脱气炉中抽真空并进行脱气保温；步骤S4、在脱气保温完成后，将内置有所述刀片基体和所述合金粉末的刀片包套置于热等静压炉中进行热等静压处理，使所述合金粉末在所述刀片包套内热等静压成型并与所述刀片基体的外侧壁扩散连接，在所述刀片基体的外侧壁上形成刀片的刀刃层；步骤S5、采用机加工方法去除所述刀片包套得到刀片毛坯，并对所述刀片毛坯依次进行退火处理、淬火处理和...

【专利技术属性】
技术研发人员：车洪艳，厉鑫洋，刘文彬，王铁军，董浩，陈伟，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11