一种平圆刀及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于刀具加工领域，更具体地说，涉及一种平圆刀及其制造方法。
【背景技术】
[0002]平圆刀是分切机设备的重要部件之一。如何选择分切机刀片是根据分切材料种类和厚度的不同来决定的。通常分切机刀片的分切形式包括方刀分切和圆刀分切。方刀分切就是像剃刀一样，将刀片固定在分切机的刀架上，在材料运行过程中将刀落下，使刀将材料纵向切开，以达到分切目的。圆刀分切主要有上下圆盘刀剪切和圆刀挤压式分切两种方式。圆刀分切是分切厚膜、复合厚膜、纸张等材料的主要分切方式。分切材料膜材厚度在100 μ m以上建议选用圆刀分切。圆刀挤压式分切方式既可以分切比较薄的塑料薄膜，也可以分切比较厚的纸张、无纺布等，是一种比较方便的分切方式，在分切行业中，平圆刀的性能及稳定性一直是影响行业发展的制约因素，平圆刀性能的不稳定不仅会使分切作业达不到指标要求，而且使分切材料产生毛边和产生大量的分切粉肩等，造成极大的浪费，增加了企业的生产成本。
[0003]中国专利申请号为201020693689.8，授权公告日为2011年7月27日的专利申请文件公开了一种复合圆盘刀片，包括设有安装孔和键槽的圆盘刀体，刀体的外圆面为锥面，在圆盘刀体的大径端焊接固设有环形的刀尖，所述刀尖为硬质合金材质，其余刀体采用普通碳钢，这种仅通过改进刀片的制作材料来提高刀片性能和稳定性的方法是非常有局限性的，不仅使刀片的制造工艺繁琐，而且会带来新的问题，比如说两种制造材料衔接处的稳定性及使用寿命等等。中国专利申请号为201310610181.5，申请公布日为2014年3月12日的专利申请文件公开了一种圆盘刀的热处理工艺，包括如下步骤:1)将圆盘刀通过加热炉预加热至600-650°C;2)将预加热后的圆盘刀进行淬火，淬火温度为1050-1100°C，淬火I小时后放入航空煤油中浸泡3小时进行冷却；3)将淬火冷却后的圆盘刀放入回火炉中进行回火，回火温度为400-420°C，回火后放入机油中浸泡3小时进行冷却；4)将回火冷却后的圆盘刀在真空中以400°C /min的加热速度加热至1100_1200°C，然后立即投入_180°C的液氮中迅速冷却；5)将冷却后的刀具加热至250°C，再放入石英砂中自然冷却。该发明公开的热处理工艺不适合于特定材料组成的平圆刀，油淬后的刀具硬度不够、韧性差，且该发明的工艺步骤太多，操作起来繁琐，且不适合于刃口角度较小的平圆刀。
【发明内容】
[0004]1.要解决的问题
[0005]针对现有平圆刀存在的韧性差、稳定性低、使用寿命短等问题，本发明提供一种平圆刀及其制造方法。本发明的平圆刀结构包括中心孔、刀盘、刀刃、刀刃口、螺纹孔和安装孔，刀刃口的刃口角度δ为13?18°，采用特殊元素组成的合金材料在严格控制的工艺条件下制造得到，在满足锋利度要求的情况下具有很强的耐磨性能，使用寿命长，刀刃口在长时间使用后磨损量小，不崩裂。
[0006]2.技术方案
[0007]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种平圆刀，其形状为圆环状刀片，包括中心孔、刀盘和刀刃，所述的中心孔位于刀盘的中心，所述的刀刃位于刀盘的外环上，所述刀刃的外环上设有刀刃口，所述的刀刃口的刃口角度S为13?18° ;所述刀刃的角度γ为1.25?1.60° ;所述刀盘的平行度彡 0.002ο
[0009]优选地，所述刀盘上设有螺纹孔、第一安装孔和第二安装孔，所述螺纹孔有四个，距离平圆刀中心的长度为101?102mm;第一安装孔有八个，距离平圆刀中心的长度为53.5?54.5mm，第二安装孔有四个，距离平圆刀中心的长度为50.5?51.5mm，螺纹孔、第一安装孔和在刀盘上均匀分布。
[0010]优选地，所述螺纹孔和平圆刀中心的连线与第二安装孔和平圆刀中心的连线的夹角α为45° ;所述第一安装孔和平圆刀中心的连线与第二安装孔和平圆刀中心的连线的夹角β为25°。
[0011]优选地，所述刀盘和刀刃口的表面粗糙度< 0.8 ;所述刀刃的表面粗糙度< 1.6。
[0012]上述的一种平圆刀的制造方法，其步骤为:
[0013](I)毛坯原材料的准备:
[0014]采用锻造用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为:C:1.05-1.40%、Mn:0.40-0.65%, S1:0.32-0.40%, Cr:11.00-12.50%、W:1.50-2.50%、V:0.15-0.30%,Mo:0.40-0.60%,N1:0.40-0.50%, S..( 0.020%,P:彡 0.027%，余量为 Fe ；
[0015](2)锻造毛坯的等温球化退火处理:
[0016]将经步骤(I)中得到的锻造毛坯进行退火处理，保温温度为860_890°C，保温时间为1.5-2.5h，随炉冷却至730?750°C时等温2.5-3.5h ；
[0017](3)锻造毛坯的初加工:
[0018]将等温球化退火处理后的锻造毛坯车加工成平圆刀的初级形状并平整，保留Imm的余量；
[0019](4)平圆刀的热处理:
[0020]将经步骤(3)车加工的平圆刀，先加热至610-630 °C保温l_2h，然后加热至800-820°C保温l_2h，然后再加热至1010-1030°C保温20_40min后淬火(淬火液组成成分及各组分的质量份数为:水玻璃10-15份、氢氧化钠1-1.5份、催冷复剂0.5-1份、氯化钠18-25份，余量为水，其中催冷复剂为聚异丁烯与三元乙丙按质量比2:1组成的混合物)，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为-200至-215°C，保持1-1.5h，空冷至常温；
[0021](5)平圆刀的粗磨及校平:
[0022]粗磨经过步骤(4)热处理后的平圆刀的两个平面，然后进行校平保证其平行度满足要求；
[0023](6)回火:
[0024]将步骤(5)中校平后的平圆刀进行回火处理，回火温度为350_400°C，空冷至室温后进行第二次回火，回火温度为240-270°C，空冷后在170-190°C下时效强化8_12h ；
[0025](7)平圆刀的深加工:
[0026]将步骤￠)中回火处理后的平圆刀，进一步深加工，其步骤为:
[0027]A、找基准；
[0028]B、中心孔倒角；
[0029]C、精磨平圆刀的刀盘平面和刀刃斜面；
[0030]D、精磨刀刃口；
[0031]F、平圆刀的检测，检测刃口角度、平行度、表面粗糙度是否合格。
[0032]优选地，所述步骤(I)中锻造毛坯的组分及其质量百分比为:C:1.15%, Mn:
0.65 %、Si:0.36 %, Cr:12.00 %、W:1.70 %、V:0.23 % %, Mo:0.46 %, Ni:0.40 %, S:(0.020%, P 0.027%，余量为 Fe。
[0033]优选地，所述步骤(2)中加热速度< 100°C /h。
[0034]优选地，所述步骤(4)中平圆刀的热处理是先加热至620°C保温1.5h，然后加热至815°C保温1.5h，然后再加热至1020°C保温30min后淬火，冷却后再经过深冷处理，深冷处理的温度为_210°C，保持1.2h，空冷至常温。
[0035]平圆刀的使用寿命在很大程度上取决于刀刃口的使用寿命，通常情况下，刃口角度越小，其锋利程度越高，分切材料时产生的毛边和粉肩少，但同时其使用寿命也越短，如何平衡平圆刀的使用寿命和刃口角度一直是领域内的研宄重点。一种提高平圆刀使用寿命的方法是改进平圆刀的制作材料，但是经检索发现制造平圆刀采用的改进材料仅是一些现有常用的合金材料，并没有从实质上对材料组分进行创新，且现有的制造工艺存在缺陷，不利于提高平圆刀的耐磨性和韧性，且现有的热处理工艺不适合刃口角度较小的平圆刀，容易出现淬裂、淬弯等现象，严重影响了使用寿命，而且在使用过程中容易发生安全事故。本发明的平圆刀采用特殊组分的合金材料制造得到，由于此款平圆刀的刀刃口较薄，采用普通淬火和热处理工艺时，在精磨刀刃口过程中容易崩裂或变形，产品次品率较高，约为8%，而采用本发明的制造工艺，选用特殊组成的淬火液和热处理工艺，使次品率降低至3%左右，效果非常显著。本发明中制造平圆刀的材料是经过长期的实践及实验研宄得到的，采用本发明的制造方法得到的平圆刀具有耐磨性能高、韧性好、切削性能优异、使用寿命长等优点，本发明中的热处理工艺条件使合金材料的性能达到最佳，经淬火后硬度适中，本发明中使用的淬火液能有效避免用普通快速淬火油淬火后硬度不足、内部组织形态不均匀、易开裂等风险，保证淬火后的平圆刀的硬度严格控制在61-63HRC之间，满足切削需求。
[0036]3.有益效果
[0037]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0038](I)本发明的平圆刀