在高速、大切削力的加工(gōng)條件(jiàn)下,刀體、刀齒截麵積較小的焊接刀具會出現以(yǐ)下問題:新刀具或(huò)磨損量在正常(cháng)範圍內的刀具,焊口附近(jìn)的刀體或刀齒折斷;刀(dāo)體或刀齒產生扭曲變(biàn)形,使(shǐ)刀具(jù)精度下降,導致被加工零件(jiàn)報廢;在刀具正常磨損範(fàn)圍內,刀具壽命下降;降低成本的壓力主要來(lái)自國內硬質(zhì)合金(jīn)刀具產量(liàng)增加(jiā)而引起的價格下降。
硬質合金焊接(jiē)刀具的刀體材料主要(yào)有45鋼、T10A、9SiCr和W6Mo5Cr4V2。45鋼主要用(yòng)於結構強度比較好的車削類刀具,結構強度較差的(de)銑刀和孔加工刀具的刀(dāo)體主(zhǔ)要采用綜合性能較好的9SiCr。T10、9SiCr和W6Mo5Cr4V2分別是碳素工具鋼、合金工具鋼和(hé)高速鋼,價格高出45鋼1倍以上,9SiCr的價格(gé)大約是45鋼的3倍。由於刀體不直接參與切削,理論上性能要求較低(dī),有的廠家曾用40Cr代替9SiCr,以降(jiàng)低成(chéng)本,但最後因嚴重的刀體斷裂而不(bú)得不放(fàng)棄。因此,改進焊接工藝、提高刀具性能穩定性、降低產品成本(běn)對於硬質(zhì)合金焊接刀具廠家及用戶具有較大(dà)的現實(shí)意義。

2 問題(tí)原因分析
國內刀具製造廠家目前采用的(de)硬質合金焊(hàn)接刀具生產工藝流(liú)程如(rú)圖1所示。經分析,問題可(kě)能出現在高頻焊接(jiē)硬質合金刀片的環節。采用銅焊料時(普遍使用),高頻焊接的焊接溫度通(tōng)常在900℃-1000℃之間,淬硬的刀體在焊接過程中被二次加熱,溫度已經達到鋼的正火溫度,因此焊縫附近的刀體或整(zhěng)個頭部刀體被正火,導致該部分(fèn)刀體的硬度和強度大幅下降。同(tóng)時,受熱傳導的影(yǐng)響,靠(kào)近焊縫或頭部的刀體(tǐ)部分也會被加熱,雖(suī)然加熱的溫度低於(yú)正火溫度,但足以引起該(gāi)部分刀體的中、高溫(wēn)回火,使該(gāi)部分刀體的硬度和強度下降。這一點(diǎn)可(kě)以從刀具損壞的形(xíng)式得到驗證,焊接刀具的損壞經常發生在焊(hàn)縫附近的齒部或頭部。
在焊接過程中,9SiCr刀(dāo)體和40Cr刀體同樣都被正火和回火,但後者更脆弱。原因(yīn)應該是40Cr刀體的硬(yìng)度和強度降得(dé)更低,這種分析需要通過試驗來驗證。
試驗采用4齒螺旋銑刀,形狀上既接近多數實際應用的杆類刀(dāo)具,又排除複雜形狀刀具容易出現的偶然(rán)因素(sù)。刀體(tǐ)材料分別(bié)采用9SiCr和40Cr,硬(yìng)質合金刀片材質為YG8;工藝流程如前所述,刀體分別淬(cuì)火後再焊接硬質合金刀片,9SiCr刀體的淬火硬度為52-54HRC,40Cr刀體的(de)淬火硬度為59-61HRC。
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