[發(fā)明專利]一種刃口為兩維梯度材料的模切刀輥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610164198.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105690481B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江吉彬;蘇偉君;傅頂和
• 申請（專利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類號: B26F1/44
• 分類號: B26F1/44;B26D7/26;C23C24/10
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙)35212
• 代理人: 林云嬌

1.一種刃口為兩維梯度材料的模切刀輥，其特征在于：所述模切刀輥包括左支撐軸、輥體、刀刃、右支撐軸、以及輥體基體；所述刀刃設(shè)置于輥體上，所述輥體基體位于輥體下方，且輥體基體上設(shè)置有兩個刀鋒結(jié)構(gòu)；刀鋒結(jié)構(gòu)與輥體為不同材料組成且冶金連接；刀鋒結(jié)構(gòu)的刃體截面材料為二維梯度設(shè)計(jì)；所述刀鋒結(jié)構(gòu)包括：過渡區(qū)和刃體；所述過渡區(qū)設(shè)置于輥體基體上，所述刃體位于過渡區(qū)上，所述刃體頂部設(shè)置有刀尖，刃體設(shè)置有左刀面和右刀面；所述刀鋒結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式為：在刃體上依據(jù)兩維梯度性能矩陣為理論，在刃體截面內(nèi)建立x、y坐標(biāo)系，在x、y兩個方向呈現(xiàn)一種材料配比的梯度分布，以坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)，在x方向由內(nèi)往外由輥體基體材料逐漸過渡到刀具材料，實(shí)現(xiàn)刀具復(fù)合材料的均勻合金化；

刃體的刃口截面性能在x方向由內(nèi)向外、在y方向由下向上的兩維變化，實(shí)現(xiàn)“內(nèi)柔外剛”的性能要求；

過渡區(qū)位于刃體和輥體基體之間，材料為刃體和輥體基體的兩種混合材料，即在過渡區(qū)內(nèi)，能檢測刃體材料的組成元素成份，也有輥體基體材料的組織元素成份；且組織結(jié)構(gòu)上從刃體到輥體基體方向上呈一定的梯度變化，即越接近刃體部分的過渡區(qū)，刃體材料的組成元素成分越高，而越接近輥體基體部分的過渡區(qū)，基體材料的組織元素成份越高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刃口為兩維梯度材料的模切刀輥，其特征在于：所述刀鋒結(jié)構(gòu)與輥體為不同材料具體為：所述模切刀輥的刃體材料為合金工具鋼或硬質(zhì)合金鋼，輥體基體材料為普通合金鋼，采用激光熔覆工藝，直接將刀具材料熔覆在輥體基體圓柱面上，刃體和輥體的連接處，具有因治金形成所述的過渡區(qū)，其中，越接近刃體部分的過渡區(qū)，刃體材料的組成元素成分越高，而越接近輥體基體部分的過渡區(qū)，基體材料的組織元素成份越高。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刃口為兩維梯度材料的模切刀輥，其特征在于：刀鋒結(jié)構(gòu)的刃體截面材料為二維梯度設(shè)計(jì)，具體為：刃體截面材料分布，由軟、硬兩種材料采用激光熔覆工藝治金而成，材料組織分布為在二維梯度性能矩陣的x方向上，取點(diǎn)O，該點(diǎn)O的材料組成為普通碳素鋼80％、硬質(zhì)合金鋼20％；取點(diǎn)1，該點(diǎn)1的材料組成為普通碳素鋼60％，硬質(zhì)合金鋼40％；取點(diǎn)2，該點(diǎn)2的材料組成為普通碳素鋼40％，硬質(zhì)合金鋼60％；取點(diǎn)3，該點(diǎn)3的材料組成為普通碳素鋼20％，硬質(zhì)合金鋼80％；取點(diǎn)4，該點(diǎn)4的材料組成為普通碳素鋼0％，硬質(zhì)合金鋼100％；在y方向上也是類似分布，取點(diǎn)O，該O點(diǎn)的材料組成為普通碳素鋼80％，硬質(zhì)合金鋼20％；取點(diǎn)5，該點(diǎn)5的材料組成為普通碳素鋼60％，硬質(zhì)合金鋼40％；取點(diǎn)6，該點(diǎn)6的材料組成為普通碳素鋼40％，硬質(zhì)合金鋼60％；取點(diǎn)7，該點(diǎn)7的材料組成為普通碳素鋼20％，硬質(zhì)合金鋼80％；取點(diǎn)8，該點(diǎn)8的材料組成為普通碳素鋼10％，硬質(zhì)合金鋼90％；取點(diǎn)9，該點(diǎn)9的材料組成為普通碳素鋼0％，硬質(zhì)合金鋼100％；材料硬度和耐磨性呈兩維梯度分布，在x、y方向上硬度和耐磨性分布呈現(xiàn)一種梯度過渡分布，從原點(diǎn)O處硬度呈逐漸增大趨勢，并最終達(dá)到最大值MAX，從而實(shí)現(xiàn)刃口截面性能在x方向由內(nèi)向外、在y方向由下向上的兩維變化，實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)柔外剛”的性能要求。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種刃口為兩維梯度材料的模切刀輥，其特征在于：在輥體基體和刃體之間以冶金方式連接，且輥體基體和刃體為不同材料成分的組合；而在刃體上依據(jù)兩維梯度性能矩陣為理論，在x、y兩個方向呈現(xiàn)一種材料配比的梯度分布，從而刃口截面性能具有在x方向由內(nèi)向外、在y方向由下向上的兩維變化，實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)柔外剛”的性能要求。