[发明专利]复合轧制低碳钢/高合金钢合金刀具的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金刀具的制备方法。

背景技术

合金刀具中最主要的焊接问题就是实现低碳钢与高合金钢的高质量连接，由于这两种材料在物理性质和化学性能方面存在很大的差异，在焊接过程中容易产生较大的应力，所以其高质量焊接问题一直难以解决。目前对于合金刀具的制备中应用最多的钎焊技术，也就是利用在待焊接母材之间添加钎料箔，通过加热使钎料熔化实现二者的焊接。现有公开的文献中采用钎焊的方式实现了合金刀具的焊接。然而采用钎焊技术进行合金刀具焊接存在一定的问题，一方面加入的钎料引入了全新的界面问题，连接的可靠性不易保障，界面处会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，质量不稳定；另一方面钎焊过程需要长时间的高温保温，无法实现连续生产，产品的生产效率不高，且由于添加钎料过程的存在也导致了整个工艺过程的复杂化。基于此，如果简化连接过程，利用直接焊接技术实现低碳钢/高合金钢合金刀具制备具有重要的实用价值。

发明内容

本发明的发明目的是为了解决采用钎焊制备的合金刀具界面处易产生气孔、夹渣的缺陷，导致质量不稳定，且生产效率不高的问题，提供了一种复合轧制低碳钢/高合金钢合金刀具的方法。

复合轧制低碳钢/高合金钢合金刀具的方法如下：一、对低碳钢和高合金钢进行落料，再将低碳钢和高合金钢进行较平处理；二、将经过步骤一处理的低碳钢和高合金钢的待焊表面进行清理，然后在加热温度为1100～1300℃、轧制压缩比为20～40%、轧制线速度为2～3米/秒的条件下复合轧制；三、退火去应力处理：将经过步骤二处理的低碳钢和高合金钢在850～880℃的条件下保温5～7小时，炉冷至500℃，然后空冷；四、淬火：在1240～1270℃保温20～25分钟，然后采用压力淬火机喷油或水冷平板冷却；五、回火：在300～330℃保温3～5小时，出炉空冷一次，然后在540～580℃保温3～5小时，出炉空冷两次，即得低碳钢/高合金钢合金刀具；步骤一中所述的低碳钢为A3低碳钢、Q235B或Q235A；步骤一中所述的高合金钢为M42含钴高速钢、M35含钴高速钢、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、Cr8W2V或W12Cr4V。

本发明得到的低碳钢/高合金钢合金刀具是采用复合轧制技术直接焊接制备的，复合轧制过程中不需要添加中间层或钎料，制备工艺简单；连接过程通过高温下低碳钢与高合金钢的固态扩散而实现，接头内不存在任何液相，因此不会产生气孔、夹渣等焊接缺陷，易于保证产品的质量稳定性；复合轧制过程焊接效率很高（2～3米/秒），可以实现低碳钢/高合金钢合金刀具的连续生产，质量稳定和生产效率高。

附图说明

图1是具体实施方式九所得低碳钢/高合金钢合金刀具复合轧制界面组织形貌图，图中1为A3低碳钢，2为M42含钴高速钢。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式中复合轧制低碳钢/高合金钢合金刀具的方法如下：一、对低碳钢和高合金钢进行落料，再将低碳钢和高合金钢进行较平处理；二、将经过步骤一处理的低碳钢和高合金钢的待焊表面进行清理，然后在加热温度为1100～1300℃、轧制压缩比为20～40%、轧制线速度为2～3米/秒的条件下复合轧制；三、退火去应力处理：将经过步骤二处理的低碳钢和高合金钢在850～880℃的条件下保温5～7小时，炉冷至500℃，然后空冷；四、淬火：在1240～1270℃保温20～25分钟，然后采用压力淬火机喷油或水冷平板冷却；五、回火：在300～330℃保温3～5小时，出炉空冷一次，然后在540～580℃保温3～5小时，出炉空冷两次，即得低碳钢/高合金钢合金刀具。

本实施方式中步骤一中对低碳钢和高合金钢的落料可以采用气割机或锯床实现；步骤二中待焊表面的清理采用喷丸机进行喷丸处理，喷丸面呈银灰色，表面无油污和杂质。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的低碳钢为A3低碳钢、Q235B或Q235A。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤一中所述的高合金钢为M42含钴高速钢、M35含钴高速钢、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、Cr8W2V或W12Cr4V。其它与具体实施方式一或二之一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中复合轧制加热温度为1230～1270℃，轧制压缩比为25～30%，轧制线速度为2.2～2.6米/秒。其它与具体实施方式一至三之一相同。