一種分段冷卻用加熱管及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分段冷卻用加熱管及其使用方法，屬于刀具的加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，切削不銹鋼材料的切削刀具具有較高的強(qiáng)度要求，由于刀具與不銹鋼材料之間的持續(xù)摩擦產(chǎn)生的切削廢熱，導(dǎo)致切削刃粘結(jié)、刀具磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生加工硬化，且易產(chǎn)生屑瘤，不易斷屑，這些因素會(huì)影響普通刀具切削精度和使用壽命，同時(shí)普通刀具不能高速高質(zhì)量地切削不銹鋼?，F(xiàn)有技術(shù)中，常通過物理沉積和化學(xué)沉積的方法在刀具上涂制硬質(zhì)涂層，這種方法在一定程度上能夠提高刀具的強(qiáng)度、硬度、耐摩擦磨損性能以及使用壽命，然而，這類膜層疏松多孔，力學(xué)性能稍差，膜基結(jié)合強(qiáng)度低，而所述的切削用刀具對(duì)涂層與基體之間的結(jié)合力要求較高，一旦兩者之間結(jié)合力不夠，則容易出現(xiàn)涂層脫落，影響刀具的使用壽命。
[0003]ZL201110144780.3中提到了一種采用離子對(duì)刀具內(nèi)部物理性能進(jìn)行改良的到制造方案以及相關(guān)刀具，此種加工方法難度比較大，無法在多數(shù)的工廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)，成本比較高，且此種改良方式的性能指標(biāo)在非切割狀態(tài)下，很難進(jìn)行檢測(cè)；此外該專利中提到的刀具采用脈沖方式進(jìn)行離子注入，很容易對(duì)刀具內(nèi)部的晶相分布以及分子致密度帶來影響，影響刀具內(nèi)部的應(yīng)力分布，使得刀具容易在使用時(shí)發(fā)生崩裂。
[0004]再如ZL97198792.0,其中提到了一種鑲?cè)械牡毒撸朔N刀具雖然通過材料改良達(dá)到了良好的物理性能，但其刀具是由兩種材料粘合而成，一體性差，很容易在車削時(shí)因?yàn)榈毒叩氖軣?、冷卻而使得兩種材料之間發(fā)生開裂，導(dǎo)致刀具的開裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中刀具在高速切削時(shí)，容易整天發(fā)生磨損且打磨難度較大的技術(shù)問題，提供一種耐用型刀具及其制造方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種分段冷卻用加熱管，包括發(fā)熱組件、傳熱層和余熱層，所述傳熱層和余熱層均為半封閉的管狀結(jié)構(gòu)；
所述發(fā)熱組件套接在傳熱層內(nèi)部，所述發(fā)熱組件包括一個(gè)紅外加熱管，在紅外加熱管與傳熱層內(nèi)壁之間填充有導(dǎo)熱膠，所述傳熱層包括一個(gè)鋁制的導(dǎo)熱管，所述余熱層套接在導(dǎo)熱管的外壁，所述余熱層采用陶瓷制成，在所述余熱層的外壁上設(shè)置有若干導(dǎo)熱片。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述導(dǎo)熱膠為導(dǎo)熱硅脂。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述導(dǎo)熱片嵌入到余熱層內(nèi)，所述導(dǎo)熱片嵌入到余熱層的一側(cè)與導(dǎo)熱管的外壁接觸，所述導(dǎo)熱片的軸線與加熱管的軸線平行。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述余熱層的開口端設(shè)置有保溫環(huán)，所述保溫環(huán)采用石棉制成。
[0010]一種分段冷卻用加熱管的使用方法:包括鉆孔步驟、安裝步驟和加熱步驟； 鉆孔步驟:對(duì)欲進(jìn)行分段淬火的工件進(jìn)行鉆孔，鉆孔的軸線應(yīng)該位于刀刃軸線所在平面上，所鉆孔的內(nèi)壁與加熱管的外壁過盈配合，鉆孔深度應(yīng)小于加熱管的長(zhǎng)度；
安裝步驟:用軸桿壓入器將加熱棒壓入到孔內(nèi)，導(dǎo)熱片與所述孔的內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)傳執(zhí).加熱步驟:將工件放入到熱風(fēng)爐內(nèi)加熱，此時(shí)加熱管傳熱層隨著工件一同被加熱，在工件加熱到700~800°C時(shí)，停止加熱，此時(shí)將工件放入機(jī)油內(nèi)進(jìn)行淬火，同時(shí)接通電熱管的電路，電熱管開始加熱，直到工件表面溫度低于200°C時(shí)，停止加熱，此時(shí)工件內(nèi)部的冷卻速率低于工件外部的冷卻速率。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述安裝步驟包括在所鉆孔內(nèi)壁涂抹導(dǎo)熱膠，在軸桿壓入器將加熱棒壓入到孔內(nèi)后，所述孔內(nèi)壁上的導(dǎo)熱膠填充到導(dǎo)熱片之間的空隙內(nèi)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述鉆孔步驟還包括拋光步驟，在鉆孔完成后，對(duì)所鉆孔進(jìn)行拋光來提高傳熱效率。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述加熱步驟還包括二次冷卻步驟，在工件表面溫度低于200°C時(shí)，將工件放入到低于環(huán)境溫度的冷卻水內(nèi)，進(jìn)行冷卻。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明主要是一種用于進(jìn)行分段冷卻的輔助設(shè)備，通過對(duì)工件的分層、分階段的冷卻來改良刀具不同位置的物理特性；刀具中部材料的硬度要小于刀具外部材料的硬度，首先使得刀具在裝夾的時(shí)候，因?yàn)楸砻娴挠捕容^高，剛性更好，所以可以擁有更好的安裝精度；同時(shí)刀具刃口處的硬度比較小，更加容易進(jìn)行打磨，刃口本身在硬度較高的刀具外表面支撐下，可以保持一定的切削力，不會(huì)因?yàn)橛捕冗^小而容易發(fā)生變形等情況。
[0015]在切削進(jìn)刀速度過快，刃口定壓力過大的情況下，硬度較小的刃口會(huì)首先發(fā)生變形，相比于傳統(tǒng)的整體剛度都比較高的刀具，本發(fā)明的刀具可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)前述問題，不會(huì)在整個(gè)刀具都變形或者開裂的情況下才發(fā)現(xiàn)，在刃口變形后，可以及時(shí)的減少進(jìn)刀量，并且重新打磨刃口，防止工件和機(jī)床的損壞；
本發(fā)明通過一個(gè)石英結(jié)構(gòu)的紅外發(fā)熱管來對(duì)工件進(jìn)行淬火時(shí)的內(nèi)部加熱，發(fā)熱量大，加熱速度快，余熱層的結(jié)構(gòu)可以帶來良好的溫度保持性和傳熱延滯性，不僅可以防止工件被過快加熱導(dǎo)致內(nèi)部膨脹影響刀具質(zhì)量，同時(shí)又可以在紅外發(fā)熱管停止加熱后，保持一定的溫度，防止過快降溫，導(dǎo)致刀具中心部的鋼材硬化，無法達(dá)到預(yù)想的加工效果。
[0016]2、導(dǎo)熱硅脂取材方便，導(dǎo)熱效果好，而且硬化速度比較慢，易于清理和涂抹。
[0017]3、導(dǎo)熱片的鑲嵌式結(jié)構(gòu)傳熱效果更好，相比于焊接，不容易產(chǎn)生熱堆積，而且加工也也更為方便，焊接本身不適用于小部件的連接。
[0018]4、保溫環(huán)可以防止紅外發(fā)熱管的熱量往外擴(kuò)散，以提高加熱和保溫的效果，同時(shí)也可以防止淬火時(shí)，冷卻機(jī)油通過開口進(jìn)入到加熱管內(nèi)部，影響加熱效果，導(dǎo)致次品的產(chǎn)生。
[0019]5、拋光后的導(dǎo)熱管內(nèi)壁可以提高傳熱的效果，同時(shí)也為后期在孔內(nèi)安裝支撐棒提供良好的準(zhǔn)備，從而提高支撐幫與孔的配合程度，而且光滑的導(dǎo)熱管內(nèi)壁可以防止導(dǎo)熱片發(fā)生劃傷。
[0020]6、二次冷卻可以通過對(duì)刀具工件外表面進(jìn)行快速冷卻收縮而提高整個(gè)刀具內(nèi)部的致密性，防止冷卻不均勻?qū)е碌牡毒邇?nèi)部金屬被拉伸所導(dǎo)致的穩(wěn)定性差的問題。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是導(dǎo)熱片的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式