最近十多年,轻工业发展迅速,人们日常生活中增添了许多电子产品,比如手机,电脑,平板电脑,儿童手表,智能家电等,而这些电子产品都离不开电容,电感圈,这里面的金属化薄膜、绝缘膜厚度是0.05毫米或者更薄的膜,这些膜的大小尺寸要求±0.003毫米,这就要求有更精密的切割设备及分切刀具,今天我们说的分切刀具就是西机的“西北刀”,西北机器公司做刀具已经几十年之久,是西北地区刀具行业的领头羊,曾多此受到业界好评。
其实分切设备及分切刀具的应用领域不止电子行业,还有医用试纸分切,感光胶片,金属板材剪切,非金属板材剪切等。
分切上刀组件
既然剪切设备及刀具的应用如此广泛,那今天我就重点说说这剪切刀具,我准备从剪切刀具的制造材质、制造工艺、刀具选用,跟大家介绍一下。
有不少材料剪切企业对刀片材料的性能和功能的了解往往并不全面,其实任何一种材料都有优缺点,不可能面面俱到。有的材料耐磨性好,但耐冲击韧性差;有的材料耐冲击韧性好,但耐磨性差,实际上,刀片的失效形式有两种:一是自然磨损,它和材料耐磨性密切相关;二是局部有崩口,它和材料耐冲击韧性密切相关,因此用户企业一定要按自己的生产需要来选择剪切刀具的材料。刀具的性能差别很大,并且价格也大相径庭。
为方便用户企业做好材质的选择,我把刀具特别常用的材料介绍如下:
(1)Hl3,(4CR5MOSIV1),这种材料有较好的耐冲击韧性,但锋利性不好,因此它适用于热轧厚钢板的纵横切。
分切上刀件(冷作模具钢)
(2)HMK,(4CR13)为了进一步提高H13的耐磨性和剪切效率,某钢厂在 H3的基础上发展了新的剪刃钢种,这就是HMK。除Cr以外,HMK中还含有Y_Nb、Y、Mo等多种金属元素。它们能形成高硬度的碳化物,同时也能阻碍奥氏体晶粒长大,从而使奥氏体晶粒细化。因此,由这种材料做成的刀具有很高的耐冲击韧性,而且还有很高的红硬性、热强性和耐磨性。经使用证明,它的使用寿命比H13高50%,被剪钢板的强度比H13提高40%。
(3)冷作模具钢Cr12MoV。对模具钢而言,他的耐冲击韧性和耐磨性都不是最佳的,但也不是最差的,均处于中等状态。因此它适用于一些厚度范围和品种跨度较大的材料的裁切,并且特别适用于一些专门从事为他人裁切各种金属板材,包括碳钢板、不锈钢、铜、铝薄板等材料的服务中心,对某个特定企业而言,混剪是最令人头痛和要不得的,但在最不得已的情况下,模具钢制成的刀折中性好,能起一种独特的适应作用。西机的刀具就是使用冷作模具钢,经真空炉淬火,冷处理后,硬度HRC62,锋利耐磨,适合多种材料的混合剪切。
(4)高速钢 HSS(W6Cr5Mo4V2,W6Cr5Mo4V3)。从制造角度而言,高速钢HSS分成两种,一是按传统方法冶炼轧制的,另一种是用粉末冶金的方法压制而成的。后者在锋利性、可加工性、耐冲击性等诸方面都很好,但价格也不菲。高速钢圆刀的刀刃坚硬,能加工硬料,但普通高速钢的韧性较差,因而它常用于板形较好的不锈钢薄板的裁切。但粉冶高速钢能适应厚不锈钢板料的裁切。但因其价格昂贵,规格不全,材料利用率低而使它的使用受到了限制。两者之间更详细的差别将在后文予以介绍。
(5)硬质合金TC,(W18CR4V)。由于硬质合金中含有大量的钨,因而由它制成的刀的刃口特别锋利,也特别耐磨。因此对板形好的薄板,它的使用寿命特别长。但它的缺点是耐冲击韧性特别差,又加上实际生产中不可能始终有这么理想状态的板料,稍有一点不正常情况,刀刃就会产生一个崩口,从而在料带边部产生结点,使产品等级降低。就是这个小崩口,不仅使刀片的正常寿命降低,也使重磨费用大为增加。如崩口过大,那么一把十分昂贵的刀就会报废。这也就是硬质合金圆刀不能在金属裁切行业广泛使用的原因。目前,硬质合金圆刀被大量使用于变压器行业中冷轧硅钢片的裁切。为增加硬质合金圆刀的耐冲击韧性,其配方中的钻含量要高,最好超过10%,碳化钨的粒度要细,最好小于lum。另外,刀片要经过HIP(高温等压)处理,使其结构更细化。
(6)轴承钢,(GCR15)。因它在熔炼过程中脱氧除气,所以它的质地均匀,容易锻造成形,很适合用来生产胶环的铁芯和较宽的定距套。
从单独金属元素来说,不同金属元素对刀具的性能有何影响?
金属元素对刀具的性能有很大的影响,这里谈到的金属元素主要有:碳、铬、钼、钨、矾、钻等元素。
碳:碳是所有合金元素中最重要的元素,它除了本身能影响钢的性能和硬度外,还能影响其他合金元素作用的发挥。
铬(CR):铬以碳化物的形态存在钢材中,它的碳化物能影响刀片的边部质量和耐磨性。
钼(MO):钼在钢中能形成一种很明显的碳化物,它能改善刀具在高速切削时的性能。
钨(W):钨在钢中可形成一种很硬的碳化物,它能改善刀具在高温时的切削性能。
矾(V):矾能增加刀具耐磨性、刀刃刃口的质量和高温强度。
钴(CO):钴是硬质合金刀具中一种结合剂。钴的含量愈高,它的耐冲击韧性就愈好。
除了刀具材料外,刀具的制作加工工艺很重要。首先要说热处理,因为完美的热处理过程,是制造刀具的关键,合适的热处理过程才能使有关金属元素的化合物充分转化为他们的金相组织,发挥其性能。西机公司的刀具热处理使经过一次正空炉淬火、两次回火处理,使得无应力马氏体占到整个组织的90%以上。
再就是刀具的表面粗造度。刀具表面的粗糙度和刀具的锋利有很大的关系,因为圆刀的刀刃就是有刀片的外圆和两个侧面组成,如果外圆和刀的侧面都很粗糙,那么他们组成的刀刃就变成了锯刃,这会严重影响刀片的裁切质量和刀具本身寿命。西机刀具的表面粗糙度Ra0.2微米。
今天就说这么多,感谢你的阅读,也感谢你的指正,我们评论区见。
真空双冷淬火炉
双面平面磨床(精度0.0015mm)