[发明专利]一种超长木工刀具的热轧焊-扩散焊复合焊接方法

说明书

一种超长木工刀具的热轧焊‑扩散焊复合焊接方法，涉及复合焊接技术领域。本发明的目的是为了解决传统的高速钢刀具(以低碳钢作为刀杆、高速钢作为刀刃)钎焊工艺中存在焊接接头强度低、蠕变抗力小，采用冷轧焊接后截面内残余应力难以消除，以及采用热轧焊接后会出现夹层现象进而导致出现层间撕裂情况的问题。本发明采取了热轧焊‑扩散焊的复合焊接方法，先对高速钢钢板和低碳钢钢板进行热轧焊接，再进行扩散焊接，使高速钢和低碳钢在结合界面发生相互扩散，通过扩散发生元素交换，形成紧密冶金结合界面，可以大幅提高高速钢与低碳钢刀具的接头强度和耐冲击强度。本发明可获得一种超长木工刀具的热轧焊‑扩散焊复合焊接方法。

技术领域

本发明涉及复合焊接技术领域，具体涉及一种超长木工刀具的热轧焊-扩散焊复合焊接方法。

背景技术

随着工业现代化的进程不断提高，对机械加工设备的加工精密程度的要求也越来越高。高速钢刀具具有切削速度快、加工效率高、耐磨性能好及刀具寿命长等特点，因此高速钢刀具成为刀具产品的最重要组成部分之一。现在国内外高速钢刀具制造以高速钢刀刃与低碳钢刀杆钎焊为主，但是钎焊连接接头强度普遍偏低，蠕变抗力也较小，并不适应用于复杂受力的机械刀片。尤其是木材加工领域，要求刀具既要锋利便于切割，又要承受木材的冲击而不受破坏，所以需要高速钢刀刃与低碳钢刀杆的焊接接头强度更高、耐磨性能更好以及抗冲击能力更强。这种情况下一般选用轧制焊接刀具，将刀刃部分的高速钢和刀杆部分的低碳钢连接在一起，其中冷轧焊接具有成型速度快、产量高的优点，可以做成多种多样的截面形式。但是在冷轧焊接时高速钢在成型过程中没有经过热态塑性压缩，截面内仍然存在残余应力，对高速钢刀具的整体和局部的特性产生影响。而热轧焊接可以破坏钢中的铸造组织，细化了钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实。但是高速钢经过热轧之后，内部的非金属夹杂物被压成薄片，易出现夹层现象，夹层会使高速钢沿厚度方向的性能大大恶化，并且有可能出现层间撕裂。因此，如何在高速钢与低碳钢热轧焊接刀具上避免产生缺陷成为必须解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的高速钢刀具(以低碳钢作为刀杆、高速钢作为刀刃)钎焊工艺中存在焊接接头强度低、蠕变抗力小，采用冷轧焊接后截面内残余应力难以消除，以及采用热轧焊接后会出现夹层现象进而导致出现层间撕裂情况的问题，而提供一种超长木工刀具的热轧焊-扩散焊复合焊接方法。

一种超长木工刀具的热轧焊-扩散焊复合焊接方法，按以下步骤进行：

步骤一、表面预处理和定位：

将尺寸相同的高速钢钢板和低碳钢钢板的待焊面进行铣面、清洗和烘干，然后将高速钢钢板和低碳钢钢板叠放在一起，并在一侧通过铆钉将二者固定，得到待焊刀具；

步骤二、热轧焊接和扩散焊接：

将待焊刀具在真空的条件下加热至910～1095℃，并在910～1095℃的温度条件下保温10～30min，保温结束后以高速钢钢板和低碳钢钢板的固定端作为开始轧制端进行轧制，得到热轧焊接后的复合刀具，待焊刀具的整体压缩率为16～44％；将热轧焊接后的复合刀具继续升温至1100～1200℃，并在1100～1200℃的温度条件下保温4～6h，保温过程中在复合刀具上施加1～10MPa的压力，保温结束后复合刀具每降低10～30℃减少0.1～0.5MPa的压力，直至压力为零，再继续冷却至室温，最后将复合刀具的一侧长边的低碳钢钢板打磨掉，得到超长木工刀具。

本发明的有益效果：

(1)本发明采取了热轧焊-扩散焊的复合焊接方法，先对高速钢钢板和低碳钢钢板进行热轧焊接，再进行扩散焊接，使高速钢和低碳钢在结合界面发生相互扩散，通过扩散发生元素交换，形成紧密冶金结合界面，可以大幅提高高速钢与低碳钢刀具的接头强度(280～450MPa)和耐冲击强度。