滚压加工用滚压头刀具的制造工艺的制作方法

滚压加工用滚压头刀具的制造工艺
1.本发明涉及滚压加工技术领域，更具体地说，涉及一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺。


背景技术：

2.滚压头是一种压力光整加工用的工件，金属在常温状态下具有冷塑性特点，利用滚压头对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低的效果。滚压加工是在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的，是磨削无法做到的。
3.在滚压头中，刀具无疑是核心部件之一，现有滚压头的材料用的是普通钢，采用传统的粗磨和精磨工艺后制得刀具产品，这种工艺制得的刀具，由于其本身的材料的特性以及加工工艺属于较为粗糙的加工方式，使得滚压头刀具表面本身具有一定的粗糙度，对待加工工件的辗平效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明的目的一在于提供一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，使得刀具表面在微观下也显得较为平整，提高其对待加工工件表面微观不平度的辗平效果。
5.一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，包括以下步骤：
6.s1制作滚压头刀具毛坯件，采用钨钢制得滚压头刀具毛坯件，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸100-200um；
7.s2热处理，将毛坯件放入1000℃-1200℃的高温热处理炉进行保温1.5-2小时，然后将保温完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在800℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行碳氮共渗处理；
8.s3粗磨处理，对冷压后的毛坯件进行粗磨，粗磨时加入粗磨助剂，粗磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸10-20um；
9.s4局部热处理，对毛坯件待用于加工工件的部位进行点式连续激光热处理，采用波长为600nm以上至1000nm、激光发生器的光斑宽度为10-50um、激光发生器的焦距：10mm-50mm、功率：500w-800w、扫描速度：5mm/min-50mm/min，直至毛坯件待用于加工工件的部位完全被激光光束扫描照射完毕，然后将激光热处理完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在300℃-400℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行二次碳氮共渗处理；
10.s5精磨处理，精磨时加入精磨助剂，精磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸1-2um；
11.s6抛光处理，抛光时加入抛光助剂，抛光速度为2000-3000r/min，抛光压力为600-800g每平方厘米；抛光时间为5-10秒，抛光后，得到滚压头刀具成品。
12.优选的，s2中的淬火助剂为浓度为10％-50％的乙醇溶液、nacl和三硝水溶液的混
合液，三硝水溶液由质量份为25％nano3、20％nano2、20％kno3、35％h2o组成。
13.优选的，s3中的粗磨助剂为直径1-3nm的圆球体状金刚石磨粒和直径1-3nm的圆球体状且表面带有0.2-0.8nm若干凹槽的树脂混合而成的。
14.优选的，s4中的淬火助剂为10％-50％的乙醇溶液。
15.优选的，s5中的精磨助剂为直径0.5-1.5nm的圆球体状碳化硅磨粒、直径0.5-1.5nm的圆球体状金刚石磨粒和抛光蜡的混合物。
16.优选的，s6中的抛光助剂为抛光蜡。
17.优选的，所述滚压头刀具毛坯件为圆柱形毛坯件，且毛坯件的两端倒角或倒圆角，毛坯件整体用滚压工艺进行二次抛光。
18.通过采用上述技术方案，本发明具有如下优点：
19.1.在加工过程中，考虑到各个加工环节的特点，留足余量，避免加工过头导致尺寸不符合标准；
20.2.毛坯件首次热处理的方式可以让钨钢既能改变内部的晶粒结构，提高钨钢的硬度、耐磨度和耐切削度，另一方面，又能够使得钨钢可以比较顺畅地进行粗磨处理；经过激光的二次热处理的毛坯件具有更高的硬度，同时其内部的晶粒结构可以更加紧密；
21.3.由于淬火助剂的溶液中有乙醇的存在，保温完成的毛坯件在放入淬火槽时乙醇会快速挥发以及汽化带走热量，从而使得毛坯件会迅速降温，这也同时在毛坯件周围形成一定的蒸汽；三硝水溶液在冷却过程中，会有少量的盐层附着在工件的表面，一方面可以避免毛坯件的变形与开裂，另一方面，在后续的粗磨中，也能够作为粗磨助剂的一部分，提高毛坯件的粗磨效果；
22.4.粗磨助剂、精磨助剂、抛光助剂的使用，可以使得毛坯件在粗磨处理、精磨处理和抛光助剂时，可以加强研磨效果，使得刀具表面在微观下也显得较为平整，提高其对待加工工件表面微观不平度的辗平效果。
具体实施方式
23.实施例一
24.一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，包括以下步骤：
25.s1制作滚压头刀具毛坯件，采用钨钢制得滚压头刀具毛坯件(此处需说明的是，滚压头刀具毛坯件可以根据需要定制具体的形状、尺寸，补贴的规格的毛坯件在制造过程中，相关工艺参数需要做出调整，本实施例优选采用圆柱形毛坯件，且毛坯件的两端倒角或倒圆角)，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸100um；
26.s2热处理，将毛坯件放入1000℃的高温热处理炉进行保温1.5小时，然后将保温完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，其中，淬火助剂为浓度为10％的乙醇溶液、nacl和三硝水溶液的混合液，三硝水溶液由质量份为25％nano3、20％nano2、20％kno3、35％h2o组成，再将淬火完成的毛坯件在800℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行碳氮共渗处理；
27.s3粗磨处理，对冷压后的毛坯件进行粗磨，粗磨时加入粗磨助剂，粗磨助剂为直径1nm的圆球体状金刚石磨粒和直径1nm的圆球体状且表面带有0.2nm若干凹槽的树脂混合而成，粗磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸10um；
28.s4二次热处理，对毛坯件待用于加工工件的部位进行点式连续激光热处理，采用波长为600nm的激光、激光发生器的光斑宽度为10um、激光发生器的焦距：10mm、功率：500w、扫描速度：5mm/min，直至毛坯件待用于加工工件的部位完全被激光光束扫描照射完毕，然后将激光热处理完成的毛坯件放入盛有10％的乙醇溶液作为淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在300℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行二次碳氮共渗处理；
29.s5精磨处理，精磨时加入精磨助剂，精磨助剂为直径0.5nm的圆球体状碳化硅磨粒、直径0.5nm的圆球体状金刚石磨粒和抛光蜡的混合物，精磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸1um；
30.s6抛光处理，抛光时加入抛光蜡作为抛光助剂，抛光速度为2000r/min，抛光压力为600g每平方厘米；抛光时间为5秒，抛光后，得到滚压头刀具成品。毛坯件整体用滚压工艺进行二次抛光
31.实施例二
32.一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，包括以下步骤：
33.s1制作滚压头刀具毛坯件，采用钨钢制得滚压头刀具毛坯件，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸200um；
34.s2热处理，将毛坯件放入1200℃的高温热处理炉进行保温2小时，然后将保温完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，其中，淬火助剂为浓度为10％-50％的乙醇溶液、nacl和三硝水溶液的混合液，三硝水溶液由质量份为25％nano3、20％nano2、20％kno3、35％h2o组成，再将淬火完成的毛坯件在800℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行碳氮共渗处理；
35.s3粗磨处理，对冷压后的毛坯件进行粗磨，粗磨时加入粗磨助剂，粗磨助剂为直径1-3nm的圆球体状金刚石磨粒和直径1-3nm的圆球体状且表面带有0.8nm若干凹槽的树脂混合而成，粗磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸20um；
36.s4局部热处理，对毛坯件待用于加工工件的部位进行点式连续激光热处理，采用波长为1000nm的激光、激光发生器的光斑宽度为50um、激光发生器的焦距：50mm、功率：800w、扫描速度：50mm/min，直至毛坯件待用于加工工件的部位完全被激光光束扫描照射完毕，然后将激光热处理完成的毛坯件放入盛有50％的乙醇溶液作为淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在400℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行二次碳氮共渗处理；
37.s5精磨处理，精磨时加入精磨助剂，精磨助剂为直径1.5nm的圆球体状碳化硅磨粒、直径1.5nm的圆球体状金刚石磨粒和抛光蜡的混合物，精磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸2um；
38.s6抛光处理，抛光时加入抛光蜡作为抛光助剂，抛光速度为3000r/min，抛光压力为800g每平方厘米；抛光时间为10秒，抛光后，得到滚压头刀具成品。
39.实施例三
40.一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，包括以下步骤：
41.s1制作滚压头刀具毛坯件，采用钨钢制得滚压头刀具毛坯件，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸150um；
42.s2热处理，将毛坯件放入1100℃的高温热处理炉进行保温1.8小时，然后将保温完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，其中，淬火助剂为浓度为30％的乙醇溶液、nacl和三硝水溶液的混合液，三硝水溶液由质量份为25％nano3、20％nano2、20％kno3、35％h2o组成，再将淬火完成的毛坯件在800℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行碳氮共渗处理；
43.s3粗磨处理，对冷压后的毛坯件进行粗磨，粗磨时加入粗磨助剂，粗磨助剂为直径2nm的圆球体状金刚石磨粒和直径2nm的圆球体状且表面带有0.5nm若干凹槽的树脂混合而成，粗磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸15um；
44.s4局部热处理，对毛坯件待用于加工工件的部位进行点式连续激光热处理，采用波长为800nm的激光、激光发生器的光斑宽度为30um、激光发生器的焦距：30mm、功率：650w、扫描速度：30mm/min，直至毛坯件待用于加工工件的部位完全被激光光束扫描射完毕，然后将激光热处理完成的毛坯件放入盛有30％的乙醇溶液作为淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在300℃-400℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行二次碳氮共渗处理；
45.s5精磨处理，精磨时加入精磨助剂，精磨助剂为直径1nm的圆球体状碳化硅磨粒、直径1nm的圆球体状金刚石磨粒和抛光蜡的混合物，精磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸1.5um；
46.s6抛光处理，抛光时加入抛光蜡作为抛光助剂，抛光速度为2500r/min，抛光压力为700g每平方厘米；抛光时间为7秒，抛光后，得到滚压头刀具成品。
47.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1制作滚压头刀具毛坯件，采用钨钢制得滚压头刀具毛坯件，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸100-200um；s2热处理，将毛坯件放入1000℃-1200℃的高温热处理炉进行保温1.5-2小时，然后将保温完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在800℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行碳氮共渗处理；s3粗磨处理，对冷压后的毛坯件进行粗磨，粗磨时加入粗磨助剂，粗磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸10-20um；s4局部热处理，对毛坯件待用于加工工件的部位进行点式连续激光热处理，采用波长为600nm以上至1000nm、激光发生器的光斑宽度为10-50um、激光发生器的焦距：10mm-50mm、功率：500w-800w、扫描速度：5mm/min-50mm/min，直至毛坯件待用于加工工件的部位完全被激光光束扫描照射完毕，然后将激光热处理完成的毛坯件放入盛有淬火助剂溶液的淬火槽中进行急冷淬火，再将淬火完成的毛坯件在300℃-400℃下进行回火，回火完成后对毛坯件进行二次碳氮共渗处理；s5精磨处理，精磨时加入精磨助剂，精磨后，毛坯件的各部位尺寸大于滚压头刀具成品的对应尺寸1-2um；s6抛光处理，抛光时加入抛光助剂，抛光速度为2000-3000r/min，抛光压力为600-800g每平方厘米；抛光时间为5-10秒，抛光后，得到滚压头刀具成品。2.根据权利要求1所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：s2中的淬火助剂为浓度为10％-50％的乙醇溶液和三硝水溶液的混合液，三硝水溶液由质量份为25％nano3、20％nano2、20％kno3、35％h2o组成。3.根据权利要求1所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：s3中的粗磨助剂为直径1-3nm的圆球体状金刚石磨粒和直径1-3nm的圆球体状且表面带有0.2-0.8nm若干凹槽的树脂混合而成的。4.根据权利要求1所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：s4中的淬火助剂为10％-50％的乙醇溶液。5.根据权利要求1所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：s5中的精磨助剂为直径0.5-1.5nm的圆球体状碳化硅磨粒、直径0.5-1.5nm的圆球体状金刚石磨粒和抛光蜡的混合物。6.根据权利要求1所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：s6中的抛光助剂为抛光蜡。7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，其特征在于：所述滚压头刀具毛坯件为圆柱形毛坯件，且毛坯件的两端倒角或倒圆角，毛坯件整体用滚压工艺进行二次抛光。

技术总结
本发明提供一种滚压加工用滚压头刀具的制造工艺，包括以下步骤：制作滚压头刀具毛坯件、热处理、局部热处理、粗磨处理、精磨处理、抛光处理。采用上述工艺制得的滚压头刀具，使得刀具表面在微观下也显得较为平整，提高其对待加工工件表面微观不平度的辗平效果。加工工件表面微观不平度的辗平效果。


技术研发人员：陈新城
受保护的技术使用者：深圳市君诚誉科技有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/11