专利名称：物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接刀具的处理工艺，尤其是一种物理气相沉积涂层前的焊接刀 具的处理工艺。
背景技术：
物理气相沉积(PVD)涂层在现代机械加工中应用越来越广泛，在整体钨钢刀具、 高速钢刀具等方面都获得了很好的使用效果，但在焊接刀具上的应用却很少。主要是因为 PVD涂层是在45(T500°C的温度下进行的，在这样的温度下会造成焊接刀具的刀柄变形，焊 缝变脆，焊缝溢出物污染涂层部位导致涂层与基体的结合力降低等缺陷，使得焊接刀具涂 层后反而质量降低，甚至导致焊接刀具报废。近几年，随着原材料价格不断攀升以及各大企业对降低成本的迫切要求，焊接刀 具的使用越来越多，比如很多整体硬质合金钻头已经被焊接内冷钻头所代替，再如焊接波 刃铣刀、焊接铰刀、焊接车刀以及非标、异型刀具等的应用。虽然焊接刀具的成本比较低，但 同样面临性价比的问题。如果能够象整体刀具一样进行PVD涂层并提高其性能，则有助于 焊接刀具的推广应用。
发明内容
为了使焊接刀具能够正常进行涂层，并保证其涂层后质量，本发明提供了一种物 理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺。本发明所采用的技术方案是一种物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺， 其特征在于包括如下步骤
(1)焊接刀具的刀柄热处理
焊接刀具的刀柄热处理淬火后选择550°C以上的温度回火，选择的刀柄材料在550°C 以上温度回火后的洛氏硬度不低于HRC45 ；
(2)焊接刀具的焊料选择
焊料选择银焊料或者铜焊料，选择铜焊料时铜焊料中的铜的质量百分比小于50% ；
(3)焊接刀具在物理气相沉积涂层前预处理 采用清洗一真空加热一局部擦拭
a.清洗刀具
在自动超声波清洗线内进行，清洗之后烘干刀具；
b.真空加热焊接刀具
把焊接刀具放入真空炉内加热到200°C 300°C，保温2小时，让油污受热熔化自动溢 出，随后冷却到100°C以下出炉；
c.局部擦拭工艺
用酒精棉局部擦拭干净即可。本发明的有益效果是，利用本发明提供的方法能保证焊接刀具在PVD涂层之后刀柄不变形，涂层前后焊缝结合强度不变，焊缝附近没有溢出物，涂层与刀具基体的结合 力高，现场切削实验表明焊接刀具涂层后性能提高3 5倍。
具体实施例方式
一种物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺，其特征在于包括如下步骤
(1)焊接刀具的刀柄热处理
焊接刀具的刀柄热处理淬火后选择550°C以上的温度回火，选择的刀柄材料在550°C 以上温度回火后的洛氏硬度不低于HRC45 ；选择焊接刀具刀柄材料为65Mn、GCrl5、Crl2、 Crl2MoV、SKD11、DC53 和高速钢；
(2)焊接刀具的焊料选择
焊料选择银焊料或者铜焊料，选择铜焊料时铜焊料中的铜的质量百分比小于50% ；
(3)焊接刀具在物理气相沉积涂层前预处理 采用清洗一真空加热一局部擦拭
a.清洗刀具
在自动超声波清洗线内进行，清洗之后烘干刀具；
b.真空加热焊接刀具
把焊接刀具放入真空炉内加热到200°C 300°C，保温2小时，让油污受热熔化自动溢 出，随后冷却到100°C以下出炉；
c.局部擦拭工艺
用酒精棉局部擦拭干净即可。实施例1 柄部直径为0
16的焊接内冷钻的PVD涂层
在未采用本发明所说的工艺之前，焊接内冷钻的涂层质量一直不理想，现在采用本发
明所述的工艺对直径为0 16的焊接内冷钻进行涂层。内冷钻的柄部采用M2 (—种高速钢
材料)制造，热处理淬火后用560°C回火，基体硬度为HRC63，刃部采用焊接硬质合金，焊料为 银。涂层预处理的时候，采用清洗一真空加热一局部擦拭工艺，选择的PVD涂层种类是TiN (氮化钛，金黄色)。涂层之后在板厚为12毫米的铸铁上钻孔，同不涂层焊接内冷钻在同等 条件下相比，钻孔数提高了 4倍，而且孔的内壁光洁度有所提高。实施例2 柄部直径为0 25焊接波刃铣刀的PVD涂层
以前的焊接波刃铣刀刀柄基本都是采用45#钢在正火条件下制造，刃部是焊接硬质合 金，螺旋角有35°和45°，这种刀具如果进行涂层会严重变形。现在采用本发明所述工艺对 焊接刀具进行涂层。刀柄选用Crl2 (—种模具钢)，热处理淬火后用600°C回火，基体硬度 为HRC50。刃部采用焊接硬质合金，焊料是铜(铜的质量百分比小于50%)。涂层预处理的时 候，采用清洗一真空加热一局部擦拭工艺，选择的PVD涂层种类是TiCN (氮碳化钛，灰色)。 涂层之后刀具没有任何变形，同不涂层的波刃刀在同等条件下铣削一种锻钢，寿命提高了 5 倍，而且铣削面光洁度明显提高。实施例3 柄部直径力0 18的焊接铰刀的PVD涂层
4在未采用本发明所说的工艺之前，焊接铰刀根本没有办法进行涂层，因为铰刀非常精
密，稍微变形就导致铰刀报废。现在采用本发明所述的工艺对直径力U 18的焊接铰刀进行
涂层。铰刀的柄部采用Crl2MoV制造，热处理淬火后用550°C回火，基体硬度为HRC55，抛光 刃采用焊接硬质合金，焊料为银。涂层预处理的时候，采用清洗一真空加热一局部擦拭工 艺，选择的PVD涂层种类是TiCN (氮碳化钛，灰色)。涂层之后在板厚为20毫米的铝合金 上铰孔，同不涂层焊接铰刀在同等条件下相比，铰孔数提高了 6倍，而且孔的内壁光洁度良 好。 实施例4:柄部直径力0 焊接成型铣刀的PVD涂层
以前的焊接成型铣刀刀柄基本都是采用中碳钢制造，涂层的时候会发生变形，所以这 种焊接成型铣刀从来没有进行过涂层。现在采用本发明所述工艺对焊接成型铣刀进行涂 层。刀柄选用SKD11，热处理淬火后用600°C回火，基体硬度为HRC56。刃部采用焊接硬质 合金，焊料是铜(铜的质量百分比小于50%)。涂层预处理的时候，采用清洗一真空加热一局 部擦拭工艺，选择的PVD涂层种类是AlTiN (氮铝化钛，蓝黑色)。涂层之后刀具没有任何变 形，同不涂层的焊接成型铣刀在同等条件下铣削一种粉末冶金材料相比，寿命提高了 5倍， 而且切削速度提高，铣削面光洁度良好。
权利要求
一种物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺，其特征在于包括如下步骤(1)焊接刀具的刀柄热处理焊接刀具的刀柄热处理淬火后选择550℃以上的温度回火，选择的刀柄材料在550℃以上温度回火后的洛氏硬度不低于HRC45；(2)焊接刀具的焊料选择焊料选择银焊料或者铜焊料，选择铜焊料时铜焊料中的铜的质量百分比小于50%；(3)焊接刀具在物理气相沉积涂层前预处理采用清洗→真空加热→局部擦拭a. 清洗刀具在自动超声波清洗线内进行，清洗之后烘干刀具；b. 真空加热焊接刀具把焊接刀具放入真空炉内加热到200℃～300℃，保温2小时，让油污受热熔化自动溢出，随后冷却到100℃以下出炉；c. 局部擦拭工艺用酒精棉局部擦拭干净即可。
2.根据权利要求1所述的物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺，其特征在于， 选择焊接刀具刀柄材料为65Mn、GCrl5、Crl2、Crl2MoV、SKD1UDC53和高速钢。
全文摘要
本发明公开了一种物理气相沉积涂层前的焊接刀具的处理工艺，其特点是包括如下步骤焊接刀具的刀柄热处理，焊接刀具的焊料选择，焊接刀具在物理气相沉积涂层前预处理采用清洗→真空加热→局部擦拭。本发明的有益效果是，利用本发明提供的方法能保证焊接刀具在物理气相沉积涂层之后刀柄不变形，涂层前后焊缝结合强度不变，焊缝附近没有溢出物，涂层与刀具基体的结合力高，现场切削实验表明焊接刀具涂层后性能提高3～5倍。
文档编号B23P15/28GK101948998SQ20101051807
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者吴雁, 孔令超, 张而耕 申请人:上海应用技术学院