X射线法测定刀具的工作温度制作方法

李德炘, 左永强, 吴京

1988年3月30日

昆明工学院, 林业部昆明人造板机器厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan

X射线 法测定 工作温度 刀具 制作

1.一种X射线法测定刀具工作温度方法，其特征是(1)使用X射线测量衍射线形时，使用发射狭缝1度，防散射狭缝1度，接受狭缝0.2毫米，(2)用与刀具相同材料的轴承钢作成25×35×6毫米的8个试样，经与刀具相同的双细化淬火处理后分别在100℃，150℃，200℃，250℃，300℃，350℃，400℃和450℃8个不同温度下回火10小时，用X射线衍射仪测量其衍射线形，计算其半高宽值并求出平均值列表，(3)刀具未经回火和100℃，200℃和300℃温度回火后装机使用10小时，切成40×30毫米的块9个，用X射线衍射仪测定距刃口分别为2.0，1.5，1.0毫米的半高宽值并求出平均值列表，(4)绘制《半高宽--回火温度》关系曲线及《半高宽--距刃口距离》关系曲线2.如权利要求1所述的测定刀具工作温度的方法，其特征在于用x射线应力仪测量衍射线形3.如权利要求1、2所述的测定刀具工作温度的方法，其特征在于测出试块和刀具的半高宽值，编成程序使用电子计算机算出所测刀具工作温度

在工农业生产中经常会遇到用刀具刨、削木材或者加工其他材料的情况例如双鼓轮刨片机就是一种刨削木片类的林业机械，均匀分布安装在外鼓轮圆周上的24把刀片的最大线速度达39米/秒，刀片在高速运转中工作，除承受剧烈的磨擦、磨损外，还承受小能量多冲切削产生的热量对刀刃部份的作用，特别是在非正常状态切削时(如木块中夹有砂石，金属异物等)刀片的服役条件恶化，导致刀片过早钝化，磨损量大、崩刃缺口，既不能满足一般刃磨制的要求，降低生产效率，还增大刃磨耗量，缩短了刀片的使用寿命为了提高刀片的使用寿命和生产效率以降低成本国内外各厂家对刀片的选材依据不一，有的以满足一班刃磨制为前题，有的要求连续工作材料选择上有的用高碳钢，有的用低、中合金钢，甚至有用高合金钢的热处理工艺也各不相同，刀具寿命差异较大之所以如此是因为对刀片工作温度无法测定，仅凭估计作为刀片选材和制定热处理工艺的依据寻求一种较为准确，可靠的方法测量刀具的工作温度，提供这类机械设计、刀片选材及制定热处理工艺制度的依据是本发明的目的本发明的主要内容如下一、依据刀片在高速旋转运动刨削材料的过程中，由于磨擦切削产生的热量在刀刃处的热累积作用，刀片达到充分回火的某一温度在用x射线研究钢的回火过程时，对于高碳钢，回火温度在150～350℃范围内其衍射线半高宽值与回火温度是线性关系二、原理及步骤该法是用与刀片相同材料制成的8个试样，经与刀片相同的淬火工艺处理，但在不同温度下回火，一一测出其相应的半高宽值，绘制成半高宽值对于回火温度的标定曲线，然后将未回火和低温回火后，经10小时服役后的刀片在相同实验条件下测得几乎相同的半高宽值，用它就可以从标定曲线求出刀具的工作温度1.测量衍射线形的实验条件测量衍射线形使用x射线衍射仪选用下列实验参数靶极辐射铬靶 时间常数4滤波片钒 计数量程800个/秒管压30千伏扫描速度 1/2管流24毫安 走纸速度8毫米/秒发散狭缝1度 计量管闪烁防散射狭缝1度 计数管高压680伏接受狭缝0.2毫米 放大倍数32对线形的测量，为了能反映刃口处情况，应尽量缩小照射光束的截面积和靠近刃口，为所使用x射线衍射仪宜选用低角衍射晶面(110)使用x射线应力仪应在刀片靠近刃口处覆盖一块开有2×15毫米窗口的铅片2.试样的制备和测量用与刀片相同材料的轴承钢作成25×35×6毫米的8个试样经与刀片相同的双细化淬火处理后，分别在100℃，150℃，200℃，250℃，300℃，350℃，400℃和450℃ 8个不同温度下回火，回火时间均为10小时试样表面经电解抛光后，对其进行衍射线形的测量，测量是在同一表面上沿垂直和水平方向共测两次，将计算所得的半高宽求出平均值(半高高的单位用弧度表示)并列成表3.刀片处理及测量刀片的材料和双细化淬火工艺与试样相同，经未回火和100℃200℃和300℃温度回火后装机使用10小时在充分冷却的条件下，每把刀片用砂轮切割机切割成尺寸为40×30毫米的三个刀片样块共9块服役后的刀片样块，表面很光亮，未经处理进行线形扫测每次扫测时把它安装在测角仪样品台上，要使刃口边缘距测角仪中心轴线2.5毫米，测算所得的刀片样块半高宽值并列表如果认为距离刃口2.5毫米处的半高宽值，不能代表刃口的情况，我们设刀片服役时，从刃口至某一距离处的工作温度相同，在此距离以远随距离增加，工作温度下降，相应的半高宽值也增大于是测出刀片样块随测量距离变化的半高宽值列表，并用外推法可以求出距离刃口分别为2.0，1.5，1.0毫米处的半高宽值根据以上所测数字用图解法绘出《半高宽-回火温度》关系曲线A及《半高宽-刃口距离》关系曲线B，如1所示，当欲测某一刀片温度时，先根据直线B用外推法可求得距刃口位一距离处的半高宽值，再从直线A上可以求得该距离处的刀具的工作温度;把所测数据编成程序使用电子计算机同样可以迅速、准确的得出刀具的工作温度采用本法测量刀具的工作温度具有以下优点1.对于处于高速运动而又装于箱体内的刀具，用常规方法测定其工作温度不能奏效，而其工作温度是这类机械设计，刀具选材，热处理工艺制定的重要依据，直接关系到刀片的使用寿命的合理性与其商品价格的可接受性本测温方法正好解决了这一问题，对提高生产效率、降低生产成本、节约高合金钢材料有着重要意义2.只要制作一定数量的试样，经热处理后连同刀具或刀具样块在x射线应力仪或x射线衍射仪上测定半高宽值，就可以实现这一温度的测定，方法简便、行之有效3.用此法可以测定工作温度范围在100～600℃之间刀具工作的温度测得的工作温度的标准误差为正负10℃，已能满足机械设计或刀具选材和热处理工艺制定的要求、方法准确、可靠