专利名称：切粒动刀及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种刀具，尤其是一种用于聚酯行业的切粒动刀，同时还涉及其制造方法，属于刀具技术领域。
背景技术：
聚酯行业使用的切粒动刀之类的切割刀具在水下工作，更换困难，要求使用周期长，刀口锋利、耐磨损、耐腐蚀。目前，此类大型刀具的刀口材料主要采用钴基合金(俗称司太乐合金STELLITE12#)堆焊工艺制成，即先在基体钢材上圆周沿母线开一组等间距凹槽，接着在槽中堆焊钴基合金，再铣去相邻堆焊钴基合金之间的基体材料，露出钴基合金，最后在钴基合金磨削刃口。其缺点是制造工艺复杂，效率低，并且因材料中含有稀有金属钴，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提出一种在保持原有刀具性能前提下，制造工艺方便、成本经济的切粒动刀，同时给出其制造方法，从而取代司太乐合金，满足聚酯行业水下切割的需要。
为了达到以上目的，申请人通过反复实验，提出了切粒动刀的技术方案，该刀具包括圆柱形的主体，所述主体的外圆表面轴向(大致方向)开有等间距嵌槽，所述嵌槽中分别镶嵌刃口刀条，所述刃口刀条与嵌槽之间填充熔焊材料通过真空钎焊固连，所述刃口刀条由以下体积百分比的成分组成基体马氏体不锈钢96-98％，TiC2-4％，其中TiC以10-102nm弥散分布在基体不锈钢中。
基体不锈钢可以是各种马氏体不锈钢，尤以2Cr13性能最佳，且2Cr13占97vol％、TiC占3vol％时刀具性能最好。
通常基体不锈钢的成分为——C0.1～0.34％；Cr12～14％；Si≤0.60％；Ni≤0.60％；Mn≤0.60％；S≤0.03％，余量为Fe。
以上刀具的制造方法包括以下步骤A、制造主体——机械加工出外圆表面轴向开有等间距螺旋嵌槽的刀具主体；B、制造刃口B1)、熔炼——将马氏体不锈钢熔炼后，按成品所需比例加入Ti、C、Fe超细粉碎，粒径小于0.1毫米，温度控制在1800℃——2000℃，形成10-102nm的弥散分布TiC；B2)、加工——将熔炼后的刃口材料铸锭、落料后，加工成与嵌槽宽度相配的刀条；C、镶嵌熔焊——将主体嵌槽中填置熔焊填料，再将刃口刀条分别嵌装固定在各嵌槽中固定，加温至熔焊温度，使刃口刀条与嵌槽之间熔焊固连。
以上在基体不锈钢合金中使TiC颗粒均匀弥散形成的材料具有理想的硬质相，从而达到强化材料的目的。实验证明，该材料耐腐蚀以及机械性能均十分理想，完全可以替代司太乐合金而成本比司太乐合金低很多。可以理解，本发明由于创新出综合性能优良、并且成本经济的刀具材料，并在此基础上一改传统的堆焊工艺，采用镶嵌后真空钎焊的方法制造出符合要求的切粒动刀，因此可以取代司太乐合金，满足聚酯行业水下切割的需要。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说。
图1是本发明一个实施例切粒动刀主体的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1实施例的熔焊状态结构示意图。
图4是图3的侧视图。
具体实施例方式
实施例一本实施例中切粒动刀的刃口刀条材料按以下步骤制造1)、准备添加材料——将Ti、C、Fe超细粉碎，粒径小于0.1毫米；2)、熔炼基体材料——选用不锈钢2Cr13为基体材料，在真空或中频感应电炉里进行熔炼；3)、添加粉碎材料——在熔化的基体材料中，按基体材料97vol％、合成后Ti3vol％的比例要求，添加粉碎后Ti、C、Fe粉粒，温度控制在1800℃以上(不超过2000℃)，形成10-102nm的弥散分布TiC。
之后可以采用电渣铸锭，排除气孔消除内部缺陷。最后落料，借助机械加工，成为可以嵌装的刀条(即刃口刀条)。
这种以不锈钢为基体、通过原位合成工艺在基体中分布均匀弥散超细(亚微米至纳米级)TiC颗粒的材料，在强度、硬度、耐热、耐磨损、耐腐蚀等方面性能得到较大提高，同时仍然具有较高的塑性和韧性，因此十分适合用作切粒动刀之类切割刀具的材料。由于不含稀有贵金属，因此价格便宜。测试表明，其室温力学性能为бb≥720Mpa；б0.2≥410MPa；δ≥20％，高温(700℃)；力学性能бb≥350Mpa；б0.2≥140MPa；δ≥30％；抗蠕变性能(600℃，260MPa)；持久寿命L≥200h，高温(850℃)抗氧化性能100h氧化增重≤4mg/cm2；耐磨损性能比18-8系列不锈钢另件寿命提高2倍，比用于同样工况条件下的耐热不锈钢提高1-2倍，完全可以取代价格昂贵的钴基合金。尤其是，制成后的切粒动刀使用寿命比钴基合金刀具延长30-50％.并在生产线使用中得到证实。
本实施例切刀主体结构如图1、图2所示，圆柱形主体2的外圆表面轴向开有等间距螺旋嵌槽3，两端固定支撑1。为了达到理想的切割效果，嵌槽与母线之间形成2-4°的倾斜角。
主体和刀条制好之后，将主体的嵌槽3中逐一镶嵌刃口刀条并固定，制造刀条与嵌槽时，两者配合间隙控制0.1-0.15，在此间隙中填充熔焊材料，整体加温至熔焊温度，使刃口刀条与嵌槽之间熔焊固连。
为了解决刀条与嵌槽的定位并提高工效，如图3和图4所示，可以制造一组专用焊接定位夹具4，该夹具呈环形，内径大于刀条嵌入主体嵌槽后的包络外径，对应各嵌槽的位置分别装有螺栓6。使用时，拧紧各螺栓6即可将对应刀条5固定在合适位置，便于熔焊。熔焊之后，磨削开刃即可。
实验证明，用以上TiC弥散强化不锈钢制成的切粒动刀在水下作业，环境温度接近100℃，耐腐蚀以及机械性能均十分理想，而成本比司太乐合金低很多，其制造工艺简单可行，质量容易保证，因此与现有加工技术显著不同，具有实质性特点和显著的进步。
权利要求
1.一种切粒动刀，包括圆柱形的主体，其特征在于所述主体的外圆表面轴向开有等间距嵌槽，所述嵌槽中分别镶嵌刃口刀条，所述刃口刀条与嵌槽之间填充熔焊材料固连，所述刃口刀条由以下体积百分比的成分组成基体马氏体不锈钢96-98％，TiC2-4％，其中TiC以10-102nm弥散分布在基体不锈钢中。
2.根据权利要求1所述切粒动刀，其特征在于所述基体马氏体不锈钢为18-8不锈钢、1Cr13不锈钢、2Cr13不锈钢、3Cr13不锈钢、4Cr13不锈钢之一。
3.根据权利要求1所述切粒动刀材料，其特征在于所述基体马氏体不锈钢为2Cr13，所述2Cr13的体积百分比为97％，TiC的体积百分比为3％。
4.根据权利要求2或3所述切粒动刀，其特征在于所述主体嵌槽与母线之间形成2-4°的倾斜角，所述刃口刀条与主体嵌槽之间的间隙控制在0.1-0.15毫米。
5.根据权利要求1所述切粒动刀的制造方法，其特征在于包括以下步骤A、制造主体——机械加工出外圆表面轴向开有等间距嵌槽的刀具主体；B、制造刃口B1)、熔炼——将马氏体不锈钢熔炼后，按成品所需比例加入Ti、C、Fe超细粉碎，粒径小于0.1毫米，温度控制在1800℃——2000℃，形成10-102nm的弥散分布TiC；B2)、加工——将熔炼后的刃口材料铸锭、落料后，加工成与嵌槽宽度相配的刀条；C、镶嵌熔焊——将主体嵌槽中填置熔焊填料，再将刃口刀条分别嵌装固定在各嵌槽中固定，通过真空钎焊，使刃口刀条与嵌槽之间熔焊固连。
6.根据权利要求5所述切粒动刀材料的制造方法，其特征在于所述2Cr13的体积百分比为97％，TiC的体积百分比为3％。
7.一种专用焊接定位夹具，其特征在于所述夹具呈环形，内径大于刀条嵌入主体嵌槽后的包络外径，对应各主体嵌槽的位置分别装有螺栓。
全文摘要
本发明涉及一种切粒动刀，同时还涉及其制造方法，属于刀具技术领域。该刀具包括圆柱形的主体，所述主体的外圆表面轴向开有等间距嵌槽，所述嵌槽中分别镶嵌刃口刀条，所述刃口刀条与嵌槽之间填充熔焊材料通过真空钎焊固连，所述刃口刀条由以下体积百分比的成分组成基体马氏体不锈钢96－98％，TiC2－4％，其中TiC以10－10
文档编号B23P15/40GK1919550SQ200610041390
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月21日 优先权日2006年8月21日
发明者周丽娟, 陈国寿 申请人:苏州利德纺织机件有限公司