专利名称：高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法
技术领域：
本发明涉及冶金复合技术，尤其涉及高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法。
背景技术：
机械刀片要求刀刃钢的高速钢和刀体钢的低碳钢较好地结合成一体，以便生产出具有高硬度的刀锋和一般性能的刀体。现有的高速钢和低碳钢复合技术是采用传统镶钢(钎焊)技术复合一般高速钢(W6Mo5Cr4V2)和低碳钢，但该技术工艺稳定性差，复合合格率差(只有50％～80％)。另一种是采用铜焊技术(钎焊)复合优质高速钢(W18Cr4V)和低碳钢，由于铜焊的介质铜的熔点为1080℃，虽然在加热时用2～6个巴的惰性气体加压来提高铜的熔点，但由于受加热炉制造技术的制约，目前最多能使铜的熔点提高到1150℃～1180℃，而该温度对高速钢而言，属亚温淬火，经热处理后的高速钢硬度也只能达到61～63HRC，不能完全满足机械刀片的需要。
发明内容本发明克服了现有高速钢与低碳钢复合技术的缺陷，提供一种高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法。该方法将高速钢密封放置于低碳钢之间，经高温和高压轧制，使高速钢和低碳钢复合成一体，经热处理后的高速钢可达到该钢种的最佳使用硬度64～66HRC，能满足机械刀片的需要。
本发明是这样实现的一种高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，其特征是将高速钢置于低碳钢和若干块辅助低碳钢包围之中，高速钢与低碳钢的每一结合面是清洁和密合的，将高速钢与低碳钢的结合面焊接密封成一体；将高速钢和低碳钢的结合体加热至1220℃，并在1050℃～1220℃温度范围内保温25～60分钟；然后在轧制力不低于180吨的轧机中，以首道和第二道压缩比不小于30％的高压下轧制，从第三道开始，压缩比逐渐减小，轧制时温度不低于1050℃，将高速钢与低碳钢复合成一体。
上述的高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，所述对高速钢与低碳钢的结合面的清洁处理方法是喷铁丸或磨、铣、刨削的机械加工。
上述的高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，所述对高速钢与低碳钢的结合面的密合处理方法是压力校平直或磨、铣、刨削的机械加工。
本发明的工作原理是将高速钢密封放置于低碳钢之间，并确保每一接触面的清洁和密合；在高温下保持足够的时间；然后在高压、无氧化和无介质的条件下，利用高速钢和低碳钢两种不同材料在轧制中的不同延伸率所发生的金属分子和金属原子间相互渗透和扩散作用从而生成一过渡层(该过渡层是一种新的金属)，使高速钢和低碳钢复合成一体。与现有技术相比，工艺稳定性好，适应各种高速钢和高合金工具钢的复合，且复合合格率高(可达到95％以上)。经热处理后的高速钢可达到使用硬度64～66HRC，在相同金相组织的条件下，本发明制造的产品使用寿命优于现有技术制造的同类产品。
图1为本发明高速钢和低碳钢高温高压无介质复合结构示意图。
图中1高速钢(刀刃钢)，2低碳钢(刀体钢)，3辅助低碳钢，4焊缝(焊接)。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的实施例。
参见图1，一种高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，是将高速钢1置于低碳钢2和若干块辅助低碳钢3包围之中；如一块大块低碳钢2上加上一块中块低碳钢2组成刀体钢，高速钢1为条块状置于大块低碳钢2表面，高速钢1的左面为中块低碳钢2，右面、上面、前面、后面被四块条块状的辅助低碳钢3包围。高速钢1与低碳钢2、3的每一结合面是经清洁和密合处理的，清洁处理如喷铁丸或磨、铣、刨削的机械加工，本实施例采用喷铁丸处理；密合处理如压力校平直或磨、铣、刨削的机械加工，本实施例采用压力校平直。经处理后的高速钢1与低碳钢2、3的每一结合面是清洁和密合的，将高速钢1与低碳钢2、3的结合面焊接4密封成一体。接着将高速钢1和低碳钢2的结合体加热至1220℃，并在1050℃～1220℃温度范围内保温25～60分钟。然后在轧制力不低于180吨的轧机中，以首道压缩比35％～38％，第二道压缩比32％～34％的高压下轧制，从第三道开始，压缩比逐渐减小；轧制时温度不低于1050℃；在高速钢1与低碳钢2间产生一个过渡层，将高速钢1与低碳钢2复合成一体。
权利要求
1.一种高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，其特征是将高速钢置于低碳钢和若干块辅助低碳钢包围之中，高速钢与低碳钢的每一结合面是清洁和密合的，将高速钢与低碳钢的结合面焊接密封成一体；将高速钢和低碳钢的结合体加热至1220℃，并在1050℃～1220℃温度范围内保温25～60分钟；然后在轧制力不低于180吨的轧机中，以首道和第二道压缩比不小于30％的高压下轧制，从第三道开始，压缩比逐渐减小，轧制时温度不低于1050℃，将高速钢与低碳钢复合成一体。
2.根据权利要求1所述的高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，其特征是对高速钢与低碳钢的结合面的清洁处理方法是喷铁丸或磨、铣、刨削的机械加工。
3.根据权利要求1所述的高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法，其特征是对高速钢与低碳钢的结合面的密合处理方法是压力校平直或磨、铣、刨削的机械加工。
全文摘要
本发明涉及高速钢和低碳钢高温高压无介质复合方法。本发明的方法，其特征是将高速钢置于低碳钢和若干块辅助低碳钢包围之中，高速钢与低碳钢的每一结合面是清洁和密合的，将高速钢与低碳钢的结合面焊接密封成一体；将高速钢和低碳钢的结合体加热至1220℃，并在1050℃～1220℃温度范围内保温25～60分钟；然后在轧制力不低于180吨的轧机中，以首道和第二道压缩比不小于30％的高压下轧制，从第三道开始，压缩比逐渐减小，轧制时温度不低于1050℃，将高速钢与低碳钢复合成一体。本发明方法的工艺稳定性好，适应各种高速钢和高合金工具钢的复合，且复合合格率高，经热处理后的高速钢可达到使用硬度64～66HRC，能满足机械刀片的需要。
文档编号B32B15/18GK1600464SQ031511
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者骆瑞华, 周通华 申请人:上海爱凯思机械刀片有限公司