高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法

2023-08-03 12:40:36

專利名稱：高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法
技術領域：
本發明涉及冶金複合技術，尤其涉及高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法。
背景技術：
機械刀片要求刀刃鋼的高速鋼和刀體鋼的低碳鋼較好地結合成一體，以便生產出具有高硬度的刀鋒和一般性能的刀體。現有的高速鋼和低碳鋼複合技術是採用傳統鑲鋼(釺焊)技術複合一般高速鋼(W6Mo5Cr4V2)和低碳鋼，但該技術工藝穩定性差，複合合格率差(只有50％～80％)。另一種是採用銅焊技術(釺焊)複合優質高速鋼(W18Cr4V)和低碳鋼，由於銅焊的介質銅的熔點為1080℃，雖然在加熱時用2～6個巴的惰性氣體加壓來提高銅的熔點，但由於受加熱爐製造技術的制約，目前最多能使銅的熔點提高到1150℃～1180℃，而該溫度對高速鋼而言，屬亞溫淬火，經熱處理後的高速鋼硬度也只能達到61～63HRC，不能完全滿足機械刀片的需要。

發明內容本發明克服了現有高速鋼與低碳鋼複合技術的缺陷，提供一種高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法。該方法將高速鋼密封放置於低碳鋼之間，經高溫和高壓軋制，使高速鋼和低碳鋼複合成一體，經熱處理後的高速鋼可達到該鋼種的最佳使用硬度64～66HRC，能滿足機械刀片的需要。
本發明是這樣實現的一種高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，其特徵是將高速鋼置於低碳鋼和若干塊輔助低碳鋼包圍之中，高速鋼與低碳鋼的每一結合面是清潔和密合的，將高速鋼與低碳鋼的結合面焊接密封成一體；將高速鋼和低碳鋼的結合體加熱至1220℃，並在1050℃～1220℃溫度範圍內保溫25～60分鐘；然後在軋制力不低於180噸的軋機中，以首道和第二道壓縮比不小於30％的高壓下軋制，從第三道開始，壓縮比逐漸減小，軋制時溫度不低於1050℃，將高速鋼與低碳鋼複合成一體。
上述的高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，所述對高速鋼與低碳鋼的結合面的清潔處理方法是噴鐵丸或磨、銑、刨削的機械加工。
上述的高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，所述對高速鋼與低碳鋼的結合面的密合處理方法是壓力校平直或磨、銑、刨削的機械加工。
本發明的工作原理是將高速鋼密封放置於低碳鋼之間，並確保每一接觸面的清潔和密合；在高溫下保持足夠的時間；然後在高壓、無氧化和無介質的條件下，利用高速鋼和低碳鋼兩種不同材料在軋制中的不同延伸率所發生的金屬分子和金屬原子間相互滲透和擴散作用從而生成一過渡層(該過渡層是一種新的金屬)，使高速鋼和低碳鋼複合成一體。與現有技術相比，工藝穩定性好，適應各種高速鋼和高合金工具鋼的複合，且複合合格率高(可達到95％以上)。經熱處理後的高速鋼可達到使用硬度64～66HRC，在相同金相組織的條件下，本發明製造的產品使用壽命優於現有技術製造的同類產品。


圖1為本發明高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合結構示意圖。
圖中1高速鋼(刀刃鋼)，2低碳鋼(刀體鋼)，3輔助低碳鋼，4焊縫(焊接)。
具體實施方式

下面結合附圖給出本發明的實施例。
參見圖1，一種高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，是將高速鋼1置於低碳鋼2和若干塊輔助低碳鋼3包圍之中；如一塊大塊低碳鋼2上加上一塊中塊低碳鋼2組成刀體鋼，高速鋼1為條塊狀置於大塊低碳鋼2表面，高速鋼1的左面為中塊低碳鋼2，右面、上面、前面、後面被四塊條塊狀的輔助低碳鋼3包圍。高速鋼1與低碳鋼2、3的每一結合面是經清潔和密合處理的，清潔處理如噴鐵丸或磨、銑、刨削的機械加工，本實施例採用噴鐵丸處理；密合處理如壓力校平直或磨、銑、刨削的機械加工，本實施例採用壓力校平直。經處理後的高速鋼1與低碳鋼2、3的每一結合面是清潔和密合的，將高速鋼1與低碳鋼2、3的結合面焊接4密封成一體。接著將高速鋼1和低碳鋼2的結合體加熱至1220℃，並在1050℃～1220℃溫度範圍內保溫25～60分鐘。然後在軋制力不低於180噸的軋機中，以首道壓縮比35％～38％，第二道壓縮比32％～34％的高壓下軋制，從第三道開始，壓縮比逐漸減小；軋制時溫度不低於1050℃；在高速鋼1與低碳鋼2間產生一個過渡層，將高速鋼1與低碳鋼2複合成一體。
權利要求
1.一種高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，其特徵是將高速鋼置於低碳鋼和若干塊輔助低碳鋼包圍之中，高速鋼與低碳鋼的每一結合面是清潔和密合的，將高速鋼與低碳鋼的結合面焊接密封成一體；將高速鋼和低碳鋼的結合體加熱至1220℃，並在1050℃～1220℃溫度範圍內保溫25～60分鐘；然後在軋制力不低於180噸的軋機中，以首道和第二道壓縮比不小於30％的高壓下軋制，從第三道開始，壓縮比逐漸減小，軋制時溫度不低於1050℃，將高速鋼與低碳鋼複合成一體。
2.根據權利要求1所述的高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，其特徵是對高速鋼與低碳鋼的結合面的清潔處理方法是噴鐵丸或磨、銑、刨削的機械加工。
3.根據權利要求1所述的高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法，其特徵是對高速鋼與低碳鋼的結合面的密合處理方法是壓力校平直或磨、銑、刨削的機械加工。
全文摘要
本發明涉及高速鋼和低碳鋼高溫高壓無介質複合方法。本發明的方法，其特徵是將高速鋼置於低碳鋼和若干塊輔助低碳鋼包圍之中，高速鋼與低碳鋼的每一結合面是清潔和密合的，將高速鋼與低碳鋼的結合面焊接密封成一體；將高速鋼和低碳鋼的結合體加熱至1220℃，並在1050℃～1220℃溫度範圍內保溫25～60分鐘；然後在軋制力不低於180噸的軋機中，以首道和第二道壓縮比不小於30％的高壓下軋制，從第三道開始，壓縮比逐漸減小，軋制時溫度不低於1050℃，將高速鋼與低碳鋼複合成一體。本發明方法的工藝穩定性好，適應各種高速鋼和高合金工具鋼的複合，且複合合格率高，經熱處理後的高速鋼可達到使用硬度64～66HRC，能滿足機械刀片的需要。
文檔編號B32B15/18GK1600464SQ031511
公開日2005年3月30日 申請日期2003年9月24日 優先權日2003年9月24日
發明者駱瑞華, 周通華 申請人:上海愛凱思機械刀片有限公司