超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法與流程

本發(fā)明涉及超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金與鋼體的焊接方法，具體涉及超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法。

背景技術(shù)：

超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金是為提高硬度和抗彎強(qiáng)度而開發(fā)的合金材料，與普通硬質(zhì)合金材料相比，在硬度相同時(shí)具有強(qiáng)度更高，在強(qiáng)度相同時(shí)具有硬度更高的特點(diǎn)。通過細(xì)化硬質(zhì)相晶粒度、增大硬質(zhì)相晶間表面積、增強(qiáng)晶粒間結(jié)合力，可使硬質(zhì)合金刀具材料的強(qiáng)度和耐磨性均得到提高。當(dāng)WC晶粒尺寸減小到亞微米以下時(shí)，材料的硬度、韌性、強(qiáng)度、耐磨性等均可提高，到達(dá)完全致密化所需溫度也可降低。普通硬質(zhì)合金顆粒度為3～5μm，細(xì)顆粒硬質(zhì)合金顆粒度為l～1.5μm(微米級(jí))，超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金晶粒度可達(dá)0.5μm以下(亞微米、納米級(jí))。超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金與成分相同的普通硬質(zhì)合金相比，硬度可提高2HRA以上，抗彎強(qiáng)度可提高600～800MPa。

超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金含有較高含量的碳化物和合金元素，雖然可以進(jìn)行焊接加工，但焊接時(shí)容易出現(xiàn)淬硬組織和裂紋，必須采取有效的工藝措施，才能獲得滿意的焊接效果。因此由于焊接工藝與硬質(zhì)合金的使用性能密切相關(guān)，焊接性能的好壞直接影響到硬質(zhì)合金的使用效果。硬質(zhì)合金的線膨脹系數(shù)(4.1～7.0×10-6/℃)與普通鋼的線膨脹系數(shù)(12×10－6℃－1)相比差別很大，硬質(zhì)合金只有鋼的1/3～1/2左右。加熱時(shí)硬質(zhì)合金和鋼都自由膨脹，但冷卻時(shí)鋼的收縮量比硬質(zhì)合金大得多。此時(shí)焊縫處于受壓力狀態(tài)，而在硬質(zhì)合金表面上則承受拉應(yīng)力。如果殘余應(yīng)力大于硬質(zhì)合金的抗拉強(qiáng)度時(shí)，硬質(zhì)合金的表面就可能產(chǎn)生裂紋。焊接過程中極易造成這類超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金的裂紋，導(dǎo)致超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具的使用壽命比較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為了提供一種能保證刀具刃部硬度和強(qiáng)度且焊接后不易出現(xiàn)裂紋的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法，步驟如下：

第一步，將刀片的焊接面進(jìn)行粗磨處理，再將刀片的焊接面進(jìn)行噴砂處理，接著用純凈水將刀片的焊接面清洗干凈并且立即烘干，最后將刀片的焊接面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第二步，將焊片切斷成所述刀片的焊接面的相同大小，再用純凈水將焊片兩面清洗干凈并且立即烘干，確保焊片不能粘有灰塵等臟物，最后在焊片表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第三步，將刀體的刀槽部分進(jìn)行加工，使得加工后的刀槽部分的厚度大于所述刀片厚度的3mm-5mm，且并使得刀槽焊接面的表面光潔，再用純凈水將刀體的刀槽焊接面清洗干凈，接著將刀體放入堿性溶液中煮沸10～15min后立即烘干或者直接將刀體進(jìn)行烘干，最后在刀體焊接面的表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第四步，釬焊前將刀體放入高頻感應(yīng)加熱機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱，采用刀體在高頻感應(yīng)加熱機(jī)內(nèi)的感應(yīng)圈周圍來回移動(dòng)方法進(jìn)行預(yù)熱或采用分段式預(yù)熱法進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)保證刀體受熱均勻，預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑。

第五步，將焊片和合金刀片同時(shí)放入刀體的刀槽中進(jìn)行加熱焊接，焊接溫度比焊片的熔點(diǎn)高30°-40°，焊接時(shí)刀片與感應(yīng)圈離距離為1mm左右，所述的感應(yīng)圈前段形狀為圓弧過渡。

第六步，焊接后的刀具從高頻感應(yīng)加熱機(jī)中取出后立即放入已預(yù)熱到250℃-300℃的氧化鋁保溫箱中進(jìn)行保溫，保溫3小時(shí)后將氧化鋁保溫箱斷電，讓刀具隨著氧化鋁保溫箱一起冷卻24小時(shí)，使得刀具表面全部被氧化鋁蓋住。

第七步，將與氧化鋁保溫箱一起冷卻的24小時(shí)后的刀具取出，接著把刀具放到已加熱到350℃-400℃回火爐中進(jìn)行回火4小時(shí)，且并刀具與回火爐一起冷卻8小時(shí)-10個(gè)小時(shí)，進(jìn)一步消除焊接應(yīng)力，減少刀片裂紋。

第八步，把刀具從回火爐中取出，焊接完成。

優(yōu)選，所述第四步中的采用刀體在高頻感應(yīng)加熱機(jī)內(nèi)的感應(yīng)圈周圍來回移動(dòng)方法進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為600-700℃。

優(yōu)選，所述第四步中的采用分段式預(yù)熱法進(jìn)行預(yù)熱，所述的分段式預(yù)熱法先是第一次預(yù)熱200-300℃后，保溫30-45分鐘，再次預(yù)熱到600-650℃。

優(yōu)選，所述第五步中的焊接溫度比焊片的熔點(diǎn)高30°-40°，且焊接溫度為680℃-780℃。

優(yōu)選，所述刀片采用超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材質(zhì)制成。

優(yōu)選，所述焊片為銀基焊片，焊片的百分比含量為：銀30～45％、銅20～45％、鋅10～20％、錫0～10％，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

優(yōu)選，所述焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa。

優(yōu)選，所述硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O。

優(yōu)選，所述刀體采用40鉻或45#鋼的材質(zhì)制成。

本發(fā)明的有益效果：采用上述的加工工藝，保證刀具的焊接質(zhì)量，提高了焊接后刀具的合格率，減少刀片裂紋，使得刀具的使用壽命更長。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的加工工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1：

超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法，步驟如下：

第一步，將刀片的焊接面進(jìn)行粗磨處理，再將刀片的焊接面進(jìn)行噴砂處理，接著用純凈水將刀片的焊接面清洗干凈并且立即烘干，最后將刀片的焊接面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第二步，將焊片切斷成所述刀片的焊接面的相同大小，再用純凈水將焊片兩面清洗干凈并且立即烘干，確保焊片不能粘有灰塵等臟物，最后在焊片表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第三步，將刀體的刀槽部分進(jìn)行加工，使得加工后的刀槽部分的厚度大于所述刀片厚度的3mm-5mm，且并使得刀槽焊接面的表面光潔，再用純凈水將刀體的刀槽焊接面清洗干凈，接著將刀體放入堿性溶液中煮沸10～15min后立即烘干或者直接將刀體進(jìn)行烘干，最后在刀體焊接面的表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第四步，釬焊前將刀體放入高頻感應(yīng)加熱機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱，采用刀體在高頻感應(yīng)加熱機(jī)內(nèi)的感應(yīng)圈周圍來回移動(dòng)方法進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為600-700℃，預(yù)熱時(shí)保證刀體受熱均勻，預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑。

第五步，將焊片和合金刀片同時(shí)放入刀體的刀槽中進(jìn)行加熱焊接，焊接溫度比焊片的熔點(diǎn)高30°-40°，且焊接溫度為680℃-780℃，焊接時(shí)刀片與感應(yīng)圈離距離為1mm左右，所述感應(yīng)圈前段形狀為圓弧過渡。

第六步，焊接后的刀具從高頻感應(yīng)加熱機(jī)中取出后立即放入已預(yù)熱到250℃-300℃的氧化鋁保溫箱中進(jìn)行保溫，保溫3小時(shí)后將氧化鋁保溫箱斷電，讓刀具隨著氧化鋁保溫箱一起冷卻24小時(shí)，使得刀具表面全部被氧化鋁蓋住。

第七步，將與氧化鋁保溫箱一起冷卻的24小時(shí)后的刀具取出，接著把刀具放到已加熱到350℃-400℃回火爐中進(jìn)行回火4小時(shí)，且并刀具與回火爐一起冷卻8小時(shí)-10個(gè)小時(shí)，進(jìn)一步消除焊接應(yīng)力，減少刀片裂紋。

第八步，把刀具從回火爐中取出，焊接完成。

實(shí)施例2

超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具焊接方法，步驟如下：

第一步，將刀片的焊接面進(jìn)行粗磨處理，再將刀片的焊接面進(jìn)行噴砂處理，接著用純凈水將刀片的焊接面清洗干凈并且立即烘干，最后將刀片的焊接面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第二步，將焊片切斷成所述刀片的焊接面的相同大小，再用純凈水將焊片兩面清洗干凈并且立即烘干，確保焊片不能粘有灰塵等臟物，最后在焊片表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第三步，將刀體的刀槽部分進(jìn)行加工，使得加工后的刀槽部分的厚度大于所述刀片厚度的3mm-5mm，且并使得刀槽焊接面的表面光潔，再用純凈水將刀體的刀槽焊接面清洗干凈，接著將刀體放入堿性溶液中煮沸10～15min后立即烘干或者直接將刀體進(jìn)行烘干，最后在刀體焊接面的表面均勻的涂滿硼砂熔劑；

第四步，釬焊前將刀體放入高頻感應(yīng)加熱機(jī)中進(jìn)行預(yù)熱，采用分段式預(yù)熱法進(jìn)行預(yù)熱，所述的分段式預(yù)熱法先是將刀體第一次預(yù)熱200-300℃后，保溫30-45分鐘，再次將刀體預(yù)熱到600-650℃，預(yù)熱時(shí)保證刀體受熱均勻，預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑。

第五步，將焊片和合金刀片同時(shí)放入刀體的刀槽中進(jìn)行加熱焊接，焊接溫度比焊片的熔點(diǎn)高30°-40°，且焊接溫度為680℃-780℃，焊接時(shí)刀片與感應(yīng)圈離距離為1mm左右，所述的感應(yīng)圈前段形狀為圓弧過渡。

第六步，焊接后的刀具從高頻感應(yīng)加熱機(jī)中取出后立即放入已預(yù)熱到250℃-300℃的氧化鋁保溫箱中進(jìn)行保溫，保溫3小時(shí)后將氧化鋁保溫箱斷電，讓刀具隨著氧化鋁保溫箱一起冷卻24小時(shí)，使得刀具表面全部被氧化鋁蓋住。

第七步，將與氧化鋁保溫箱一起冷卻的24小時(shí)后的刀具取出，接著把刀具放到已加熱到350℃-400℃回火爐中進(jìn)行回火4小時(shí)，且并刀具與回火爐一起冷卻8小時(shí)-10個(gè)小時(shí)，進(jìn)一步消除焊接應(yīng)力，減少刀片裂紋。

第八步，把刀具從回火爐中取出，焊接完成。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀30～45％、銅20～45％、鋅10～20％、錫0～10％；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用40鉻制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

實(shí)施例4:

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀30～45％、銅20～45％、鋅10～20％、錫0～10％；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用45#鋼的材質(zhì)制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

實(shí)施例5：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀45％、銅45％、鋅10、錫0；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用45#鋼的材質(zhì)制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

實(shí)施例6：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀30～45％、銅20～45％、鋅10～20％、錫0～10％；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用40鉻制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

實(shí)施例7：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀30～45％、銅20～45％、鋅10～20％、錫0～10％；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用45#鋼的材質(zhì)制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

實(shí)施例8：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，焊片采用銀基焊片，焊片的質(zhì)量百分比含量為：銀40％、銅30％、鋅20％、錫10％；焊片熔點(diǎn)為650℃-700℃，焊接抗拉強(qiáng)度為350-400Mpa；硼砂熔劑為Na2B4O5(OH)4·8H2O，刀體采用45#鋼的材質(zhì)制成，所述第四步的預(yù)熱過程中再加入硼砂熔劑量與焊片中銀的含量相同。

本發(fā)明的目的，特征及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖作進(jìn)一步的說明。通過實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內(nèi)容。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。