一种剪切机上刀片材料的制备方法及剪切测试设备与流程

1.本发明属于剪切机领域，具体涉及一种剪切机上刀片材料的制备方法及剪切测试设备。


背景技术：

2.剪切机用于金属板材的剪切，剪切机刀片依靠剪切机刀架通过机械的液压系统或气压系统对金属板材进行上下剪切，从而来完成对板材剪切动作的过程。剪切机所使用刀片，一般要求具有较强自身综合性能。如果性能不好，很难进行板材剪切，容易在剪切过程中发生变形和崩刃。
3.对于剪切机刀片，影响刀片性能的主要因素是其加工制造工艺，包括材料的选择、锻打工艺、热处理工艺等，不同的处理过程，均会对刀片的性能造成较大的影响。
4.目前，不同材质的刀片使用时，容易产生损伤甚至是崩坏，一方面刀具内存在杂质较多，或部分技术元素成分过高；另一方测试大多较为简单，难以做出同一批量的刀片的使用效果，且对检测后的材料基本扔掉，存在材料浪费。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：一方面解决现有刀具合金中使用寿命交底，另一方面通过一组检测设备对刀具的使用寿命检测。
6.为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种剪切机上刀片材料的制备方法，包括有以下工艺步骤：
7.钢水制备：依次按顺序向熔炼炉中加入将原料废钢件、铬铁、钨铁、钼铁、稀土硅，然后加入铝丝对钢液进行脱氧合金化，再用浇筑模具内熔模铸造法浇铸，对浇铸成品安装在电渣炉的电渣液内去杂质；
8.去杂后，铸态钢坯按组分按重量百分比计为c：0.74～0.89％，si：≤0.37％，v：0.83～1.25％，w：0.35～0.45％，mn：≤0.45％，co：≤0.30％，ti：0.27～0.55％，p：≤0.025％，cr：7.3～11.74％，mo：≤0.45％，re：0.1％，其余为fe；
9.退火、淬火和回火：铸态钢坯经750-950℃退火1.8～2.2h后，保温时间为1～6h，随炉冷却；
10.然后进行淬火，淬火温度为1100～1200℃，保温时间为0.5～2h；
11.回火温度400～560℃，回火3次，每隔2小时回火1次，保温1～4h，后空气冷却；
12.锻造：对回火后的铸态钢坯冷却后进行切割，再加热，然后对切割好的锻造毛坯进行锻造，锻造后进行切割形成锻造毛坯；
13.热处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至750～780℃，保温4～5小时；
14.a1.移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到620～650℃，保温2～3小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷，形成热处理毛坯；
15.a2.将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于500～540℃的加热炉内
部保温6～7小时后，出炉空冷形成热处理毛坯；
16.粗磨、精磨和抛光：所有经过a1或a2热处理毛坯，先进行切割，后对使用表面进行基本的粗磨去除毛坯的大部分余量，后再精磨，最后抛光制成成品刀片。
17.进一步的，将铸态钢坯进行预热，将温度升高到350～400℃，保温4小时；再将温度升高到800～820℃，保温1.5后，在采用夹具在锻造机上锻造。
18.一种剪切测试设备，采用一种剪切机上刀片材料的制备方法制备的刀片，包括传动单元、下压单元、矫正单元和探伤单元；
19.所述传动单元上运输材料钢板，所述下压单元上安装有成品刀片，所述下压单元适于下压剪切材料钢板，所述矫正单元适于将被剪切的材料钢板矫正，所述探伤单元适于对剪切后的成品刀片检测探伤。
20.进一步的，所述传动单元包括基体架，所述基体架上安装有传动带，所述传动带内设置有辊筒传动，所述传动带的端部位于下压单元的下端，所述辊筒外适于安装驱动电机驱动；
21.所述基体架上安装有固定板，所述固定板上安装有下压气缸，所述下压气缸的输出端安装有摩擦板，所述摩擦板适于抵接材料钢板在传送带上，所述固定板设置有两组，所述摩擦板连接在两组所述下压气缸的输出端上。
22.进一步的，所述基体架包括上位部，所述下压单元包括上驱动件，所述上驱动件至少安装有两组且安装在上位部上，所述成品刀片上开设有安装孔，所述成品刀片适于通过安装孔安装在上驱动件的输出端上；
23.所述成品刀片在上位部内倾斜设置。
24.进一步的，所述矫正单元包括下压件和相对称的压合滚轮，所述下压件下设置有输送带，所述输送带适于将被剪切的材料钢板输送至下压件下端，所述下压件适于对被剪切的材料钢板下压，所述压合滚轮适于将被剪切的材料钢板矫直。
25.进一步的，所述下压件包括下驱动件，所述下驱动件的输出端向下设置并安装有套筒件，所述套筒件与下驱动件可拆卸连接，所述套筒件呈“y”形设置，所述套筒件的下端设置两组对称的支杆，所述支杆的底端安装有挤压轮，所述挤压轮适于向下挤压使被剪切的材料钢板一端正对压合滚轮。
26.进一步的，所述压合滚轮分为上下两组且中间适于挤压被剪切的材料钢板，每组所述压合滚轮设置多个，压合滚轮同轴安装有传动轴，所述传动轴背对压合滚轮的一端安装有传动齿，所述传动齿外安装有传动链并通过安装底部电机带动。
27.进一步的，所述上位部的内壁下端设置有计数器，所述上位的外侧安装有固定气缸，所述探伤单元包括超声波探伤器，所述固定气缸的输出端安装有超声波探伤器的检测端并驱动至成品刀片的表面，所述超声波探伤器的显示端安装在上位部的外壁上。
28.进一步的，所述输送带上安装有竖向气缸和夹爪，所述竖向气缸向下设置，所述夹爪适于夹紧被剪切的材料钢板的一端向下运动至输送带上。
29.与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
30.本发明相对现有技术，采用回收废钢铁后集中添加入铬、钨、钼和稀土硅，稀土硅中包含铬、硅、锰、铁等元素，保证了实际钢铁的成型效果，具有良好的合金性能，其中可以通过较为便宜的矿石原料和在大容量的矿热炉中直接制取合金，可以大大降低产品的成
本，采用良好的退火、淬火和回火温度，保证了后期实际的加工和基本性能，锻造后再通过热处理保证了金属硬度和内部组织结构；
31.本发明采用检测装置采用计数器计算测试数量，在1000、5000、10000、15000......等次数下对成品刀片进行检测，保证了实际检测效果，可以初步得到实际的使用寿命，通过斜置在上位部内，上驱动件向下驱动下压传动带上的材料钢板，其中材料钢板的硬度应小于剪刃的硬度，便于测试。
32.材料钢板为可回收材料时，通过下端的竖向气缸上夹爪夹紧一端下料在传输带上，传输带带动被剪切的材料钢板横向运动，到达下压件上的挤压轮压紧，使得一端的被剪切的材料钢板可以一端适配在两组压合滚轮之间，被压合滚轮带动挤压，经多个压合滚轮挤压后成型水平的材料钢板，可以回收利用。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例1检测设备的结构图；
35.图2为本发明实施例1检测设备的侧面示意图；
36.图3为本发明实施例2检测设备的侧面示意图；
37.图4为图3的a部放大图；
38.图5为本发明实施例2检测设备的矫正单元的剖视图；
39.图6为本发明实施例2检测设备的传动连接示意图；
40.图7为本发明实施例2检测设备的套筒件结构图。
41.图中：1、成品刀片；2、材料钢板；3、被剪切的材料钢板；4、基体架；5、传动带；6、固定板；7、下压气缸；8、摩擦板；9、上位部；10、上驱动件；11、压合滚轮；12、输送带；13、下驱动件；14、套筒件；15、支杆；16、挤压轮；17、传动轴；18、传动齿；19、传动链；20、底部电机；21、计数器；22、固定气缸；23、超声波探伤器的检测端；24、超声波探伤器的显示端；25、竖向气缸；26、夹爪。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
44.实施例1
45.如图1所示，为本发明的一种实施方案，一种剪切机上刀片材料的制备方法，包括有以下工艺步骤：
46.钢水制备：依次按顺序向熔炼炉中加入将原料废钢件、铬铁、钨铁、钼铁、稀土硅，然后加入铝丝对钢液进行脱氧合金化，再用浇筑模具内熔模铸造法浇铸，对浇铸成品安装在电渣炉的电渣液内去杂质；
47.去杂后，铸态钢坯按组分按重量百分比计为c：0.74～0.89％，si：≤0.37％，v：0.83～1.25％，w：0.35～0.45％，mn：≤0.45％，co：≤0.30％，ti：0.27～0.55％，p：≤0.025％，cr：7.3～11.74％，mo：≤0.45％，re：0.1％，其余为fe；其中，re为稀土元素，添加后对其的强度性能提高。
48.退火、淬火和回火：铸态钢坯经750-950℃退火1.8～2.2h后，保温时间为1～6h，随炉冷却；
49.然后进行淬火，淬火温度为1100℃，保温时间为0.5～2h；
50.回火温度450℃，回火3次，每隔2小时回火1次，保温1～4h，后空气冷却；
51.锻造：对回火后的铸态钢坯冷却后进行切割，再加热，然后对切割好的锻造毛坯进行锻造，锻造后进行切割形成锻造毛坯；
52.热处理：先将锻造毛坯装入热处理炉升温至750℃，保温4小时；
53.a1.移出热处理炉进行空冷到400℃以下，空冷后再移入热处理炉升温到620℃，保温3小时，随后随炉冷却到150℃出炉，移出热处理炉后空冷，形成热处理毛坯；
54.a2.将锻造毛坯放入油淬池内油淬；然后，将锻造毛坯置于500℃的加热炉内部保温6～7小时后，出炉空冷形成热处理毛坯；a1或a2均可实现基本性能。
55.粗磨、精磨和抛光：所有经过a1或a2热处理毛坯，先进行切割，后对使用表面进行基本的粗磨去除毛坯的大部分余量，后再精磨，最后抛光制成成品刀片1。
56.进一步的，将铸态钢坯进行预热，将温度升高到350～400℃，保温4小时；再将温度升高到800～820℃，保温1.5后，在采用夹具在锻造机上锻造。
57.实施例1
58.如图1和图2所示，为本发明的一种实施方案，一种剪切测试设备，采用一种剪切机上刀片材料的制备方法制备的刀片，包括传动单元、下压单元、矫正单元和探伤单元；
59.传动单元上运输材料钢板2，下压单元上安装有成品刀片1，下压单元适于下压剪切材料钢板2，矫正单元适于将被剪切的材料钢板3矫正，探伤单元适于对剪切后的成品刀片1检测探伤。
60.传动单元包括基体架4，基体架4上安装有传动带5，传动带5内设置有辊筒传动，传动带5的端部位于下压单元的下端，辊筒外适于安装驱动电机驱动；
61.基体架4上安装有固定板6，固定板6上安装有下压气缸7，下压气缸7的输出端安装有摩擦板8，摩擦板8适于抵接材料钢板2在传送带上，固定板6设置有两组，摩擦板8连接在两组下压气缸7的输出端上。
62.进一步的，基体架4包括上位部9，下压单元包括上驱动件10，上驱动件10至少安装有两组且安装在上位部9上，成品刀片1上开设有安装孔，成品刀片1适于通过安装孔安装在上驱动件10的输出端上；
63.成品刀片1在上位部9内倾斜设置。
64.实施例2
65.如图3至图7，为本发明的另一种实施方案，在实施例1的基础上，保证实际材料钢板2的回收利用，实际材料钢板可以是对锻造前需要切割的毛坯，也可以是需要切割，硬度相比较小的钢板，来使用切割，需要对切割后的材料进行回收，其中钢板被剪切时会产生弧度，发生塑性变形。
66.矫正单元包括下压件和相对称的压合滚轮11，下压件下设置有输送带12，输送带12适于将被剪切的材料钢板3输送至下压件下端，下压件适于对被剪切的材料钢板3下压，压合滚轮11适于将被剪切的材料钢板3矫直。
67.下压件包括下驱动件13，下驱动件13的输出端向下设置并安装有套筒件14，套筒件14与下驱动件13可拆卸连接，套筒件14呈“y”形设置，套筒件14的下端设置两组对称的支杆15，支杆15的底端安装有挤压轮16，挤压轮16适于向下挤压使被剪切的材料钢板3一端正对压合滚轮11。
68.压合滚轮11分为上下两组且中间适于挤压被剪切的材料钢板3，每组压合滚轮11设置多个，压合滚轮11同轴安装有传动轴17，传动轴17背对压合滚轮11的一端安装有传动齿18，传动齿18外安装有传动链19并通过安装底部电机20带动。
69.上位部9的内壁下端设置有计数器21，上位的外侧安装有固定气缸22，探伤单元包括超声波探伤器，固定气缸22的输出端安装有超声波探伤器的检测端23并驱动至成品刀片1的表面，超声波探伤器的显示端24安装在上位部9的外壁上。
70.输送带12上安装有竖向气缸25和夹爪26，竖向气缸25向下设置，夹爪26适于夹紧被剪切的材料钢板3的一端向下运动至输送带12上。
71.本发明采用检测装置采用计数器计算测试数量，在1000、5000、10000、15000......等数量次数下对成品刀片进行检测，保证了实际检测效果，可以初步得到实际的使用寿命，通过斜置在上位部9内，上驱动件10向下驱动下压传动带上的材料钢板2，其中材料钢板2的硬度应小于剪刃的硬度，便于测试。
72.材料钢板2为可回收材料时，通过下端的竖向气缸25上夹爪夹紧一端下料在输送带12上，输送带12带动被剪切的材料钢板3横向运动，到达下压件上的挤压轮16压紧，使得一端的被剪切的材料钢板3可以一端适配在两组压合滚轮11之间，被压合滚轮11带动挤压，经多个压合滚轮11挤压后成型水平的材料钢板2，可以回收利用。
73.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
74.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。