雙金屬帶鋸條背部材料及其帶鋸條的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙金屬帶鋸條背部材料其合金組份：C：0.32%；Si：0.25%；Mn：0.85%；Nb：0.002%；B：0.001%；Mo：1.12%；Cr:1.2%；V：0.31%；Al：0.015%；N：0.012%；Ni：0.66%；S：0.003%；P：0.011%；RE：0.24%，余量為Fe。以該材料為背材的帶鋸條，在鋸條背部上設(shè)有缺失齒尖的鋸齒，在該鋸齒頂部焊接有鋸條齒尖，所述鋸條齒尖的鋸齒前角γ＝10°，鋸齒后角α＝30°，鋸齒偏齒角φ＝10°，鋸齒偏齒量λ＝0.6mm。本發(fā)明提高了背材鋼的機(jī)械性能，其鋸條的切削效率高、鋸條損耗量小，有效延長(zhǎng)了鋸帶的使用壽命。
【專利說(shuō)明】雙金屬帶鋸條背部材料及其帶鋸條
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于切割金屬材料的帶鋸條，尤其涉及雙金屬帶鋸條的背部材料。本發(fā)明還涉及以該背部材料制作而成的帶鋸條。
【背景技術(shù)】
[0002]雙金屬帶鋸條主要是指齒尖材料為高速鋼或其他高性能鋼材，背部材料(鋸帶材料)是合金彈簧鋼的金屬切割帶鋸條，它是由高速鋼和合金彈簧鋼經(jīng)真空電子束焊接后，再經(jīng)過(guò)一系列冷、熱加工工序制造而成。雙金屬帶鋸條用途廣泛，可與任何類型的帶鋸床配套使用，適用于幾乎所有類型的金屬連續(xù)鋸切，如:結(jié)構(gòu)鋼、耐候鋼、合金鋼、軸承鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鋁合金、模具鋼等。
[0003]與傳統(tǒng)的圓盤鋸和弓形鋸相比較而言，雙金屬帶鋸條具有柔韌性好、抗疲勞性強(qiáng)、能承受巨大張力、齒部硬度高等諸多機(jī)械性能優(yōu)點(diǎn)，具有切割效率高、加工精度高和節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的背部材料和齒形結(jié)構(gòu)存在較多的缺陷，不能滿足快速切削和加工的要求，其中背部材料存在合金成分不合理，機(jī)械性能達(dá)不到要求，齒形結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)范圍較大，影響鋸條的切削效率和使用壽命，其主要失效形式為背部材料疲勞斷裂和齒部材料嚴(yán)重磨損。
[0004]雙金屬帶鋸條是靠張緊于帶鋸床兩個(gè)主、從動(dòng)輪上，作扭轉(zhuǎn)45°~90°的環(huán)行運(yùn)動(dòng)。在實(shí)際使用中，該雙金屬帶鋸條處于周期性的拉伸、沖擊、彎曲以及扭轉(zhuǎn)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，此外，還處于鋸床切削乳化 劑水溶液中，服役條件惡劣，因此要求雙金屬帶鋸條基體強(qiáng)度與抗疲勞性能較高。
[0005]目前雙金屬帶鋸條在背材開發(fā)和齒形設(shè)計(jì)方面均存在不足之處，常用的彈簧鋼背材，其主要的化學(xué)成分(％)為:C 0.5 6，Cr0.67,S il.4 9，Μ η 0.67，在使用過(guò)程中過(guò)早的出現(xiàn)疲勞裂紋，抗疲勞性能較差的現(xiàn)象，該彈簧鋼背材合金化程度較低，碳含量過(guò)高，雖然高的含碳量可以獲得較高的強(qiáng)度，但是鋼的塑性、韌性也會(huì)急劇下降。硅是最常用的合金元素之一，主要目的是為了提高鋼的強(qiáng)度和彈性，目前其含量大多數(shù)在1%以上，但是作為雙金屬鋸條的背部材料使用則含量偏高，硅元素能夠提高鋼的脫碳傾向，從而導(dǎo)致鋸條在使用過(guò)程中基體表面容易造成微裂紋產(chǎn)生。同時(shí)，目前使用的錳含量偏低，可能會(huì)導(dǎo)致淬透性不足，從而影響背材鋼的機(jī)械性能。
[0006]目前，廣泛的帶鋸條前角為0°或7°兩種，另外還有各種角度的鋸條，對(duì)于鋸齒結(jié)構(gòu)參數(shù)的規(guī)定沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但齒形結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)鋸條的使用性能及使用壽命有很大的影響，鋸齒前角太大或太小都會(huì)對(duì)鋸齒的強(qiáng)度產(chǎn)生明顯的影響。前角較小時(shí)，切削過(guò)程中，刀具對(duì)鋼材的擠壓作用較為顯著，接觸面處摩擦較大，從而使得刀具對(duì)被切削鋼材的切削力較大。而當(dāng)前角太大時(shí)，雖然刀具對(duì)鋼材的“犁削”作用使得彼此間接觸處摩擦較小，刀具對(duì)鋼材的切削力減小，但是在刀刃處，由于受力較為集中，仍然會(huì)產(chǎn)生較大的等效應(yīng)力，從而影響刀具的強(qiáng)度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種帶鋸條帶鋸條背部材料，它能通過(guò)多元合金元素的協(xié)同合金化，有效提高了背材鋼的機(jī)械性能，延長(zhǎng)鋸帶的使用壽命。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種切削效率高、鋸條損耗量小的雙金屬帶鋸條。
[0008]對(duì)于雙金屬帶鋸條的背部材料來(lái)說(shuō)，本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:該背部材料合金組份及質(zhì)量百分比(wt%)為:C:0.32% ； Si:0.25% ； Mn:0.85% ； Nb:
0.002% ；B:0.001% ；Mo:1.12% ； Cr: 1.2% ； V:0.31% ； Al:0.015% ；N:0.012% ；N1:0.66% ；S:0.003% ； P:0.011% ； RE:0.24%，余量為 Fe。
[0009]對(duì)于采用上述背部材料的帶鋸條，本發(fā)明的帶鋸條，包括鋸條背部，在該鋸條背部設(shè)有缺失齒尖的鋸齒，在該鋸齒頂部焊接有鋸條齒尖，所述鋸條齒尖的鋸齒前角Y =10°，鋸齒后角α =30°，鋸齒偏齒角Φ = 10°，鋸齒偏齒量λ =0.6mm。
[0010]所述鋸條齒尖沿鋸條背部長(zhǎng)度方向交錯(cuò)地向左右兩側(cè)偏斜。
[0011]所述鋸條齒尖的鋸齒齒尖角β =50°，所述鋸齒前角Y、鋸齒后角α和鋸齒齒尖角β之和為90°。
[0012]位于所述鋸條背部(I)的齒腹(4)為半圓弧凹槽，該半圓弧凹槽半徑r=5_12 mm。
[0013]所述鋸齒偏齒量λ與鋸條寬度h之比A/h=l:(4-6)。
[0014]本發(fā)明通過(guò)多種合金元素的選擇組合和成分范圍的優(yōu)化配比，并充分利用多元合金的協(xié)同合金化效應(yīng)，顯著提高了背材鋼的強(qiáng)度和機(jī)械性能，延長(zhǎng)了鋸帶的使用壽命。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，合金材料在淬火加熱時(shí)讓N1、Mo、Cr、V充分溶入奧氏體，生成細(xì)小彌散且硬度高的MC型碳化物，其強(qiáng)化效果超過(guò)M2C和M3C碳化物，且所需數(shù)量很少。Si和V配合加入又有助于提高彈減抗力，硅具有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化能力，而且能抑制滲碳體在回火過(guò)程中的晶核形成和長(zhǎng)大，改變滲碳體的形狀和間距；釩是強(qiáng)碳化物形成元素，在鋼中具有沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用。所以在S1-N1-Cr-Mo鋼中加入V有助于提高彈減抗力，同時(shí)還能改善塑性、韌性和屈強(qiáng)比；從而很好地適應(yīng)帶鋸條工作條件惡化、壽命期要求長(zhǎng)的工作要求。通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和各種工況下的實(shí)際使用，該帶鋸條背材鋼具有理想的力學(xué)性能(強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性、疲勞性能等)、理化性能(耐高溫、低溫，耐蝕、防銹等)和工藝性能(淬透性、脫碳性、回火脆性、抗回火穩(wěn)定性等)。
[0015]本發(fā)明采用了較低的碳含量和硅含量，以及適宜的錳含量。目前鋸條背材的標(biāo)準(zhǔn)彈簧鋼中碳含量一般都較高(>0.50 %)，而本發(fā)明中的碳含量是0.32% ;雖然較高的碳含量對(duì)強(qiáng)度、硬度、彈性等有利，但對(duì)鋸條背材塑性和韌性不利，而塑性和韌性對(duì)帶鋸條來(lái)說(shuō)在實(shí)際工作中顯得更為重要；在S1-Mn-N1-Cr-Mo-V鋸條背材鋼中的碳含量超過(guò)0.5%時(shí)，不僅塑性和韌性急劇下降，屈強(qiáng)比也大幅度降低，采用較低碳含量后，熱處理得到的是低碳板條馬氏體組織，塑性、韌性特別好。因碳含量降低所造成的強(qiáng)度和硬度降低則通過(guò)優(yōu)化合金元素和降低回火溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，該背材淬火后可自回火，加工性能好，價(jià)格便宜。
[0016] 硅是最常用的合金元素之一，目前彈簧鋼中使用的硅含量均在1%以上，標(biāo)準(zhǔn)中彈簧鋼的最高含硅量是1.8%~2.2%，硅含量過(guò)高將促進(jìn)鋼在軋制和熱處理過(guò)程中的脫碳和石墨化傾向，并且使冶煉困難和易形成夾雜物，從而導(dǎo)致鋸條在使用過(guò)程中基體表面容易造成微裂紋產(chǎn)生，這種偏高的硅含量對(duì)雙金屬鋸條的背部材料是不允許的。本發(fā)明中的背材鋼硅含量?jī)H有0.25%，保證了鋸條在使用過(guò)程中基體表面不易出現(xiàn)微裂紋。本發(fā)明又采用多元合金的復(fù)合作用來(lái)增強(qiáng)低含量硅的合金作用，如S1、Mo相互作用提高鋼的淬透性。硅抑制奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變的作用大于抑制奧氏體向鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變的作用。但鑰抑制奧氏體向鐵素體、珠光體轉(zhuǎn)變的作用大于抑制奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變的作用。因此，當(dāng)硅和鑰同時(shí)存在于鋼中時(shí)，出現(xiàn)復(fù)合淬透性作用，使鋼的實(shí)際淬透性大于用合金化乘積效應(yīng)預(yù)測(cè)的數(shù)值。
[0017]在本發(fā)明中錳的含量為0.85%，錳是提高淬透性最有效的合金元素，錳有利于消除硫的有害作用，又有利于脫氧，它溶入鐵素體中有固溶強(qiáng)化作用，但過(guò)高、過(guò)低的錳含量都會(huì)對(duì)背材帶來(lái)不良影響。錳含量小于0.1%時(shí)作用很小，當(dāng)錳含量超過(guò)1%時(shí)由于淬透性增強(qiáng)，熱軋后鋼的組織很可能轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w和馬氏體，使鋼的韌性變壞，以致使鋼帶不易生產(chǎn)且穩(wěn)定性變壞。
[0018]本發(fā)明中其它元素的作用機(jī)理如下:
本發(fā)明中硅和鉻含量都比較低，避免了硅和鉻的相互沖突。鉻能顯著提高鋼的淬透性，與錳共用效果更好。鉻可降低鋼中碳的活度，又是碳化物形成元素，提高鋼中碳擴(kuò)散的激活能，減輕鋼的脫碳傾向。但鉻含量超過(guò)1.5%時(shí)，鋼的回火組織不均，不利于抗彈減性，其原因是回火時(shí)硅和鉻的傾向不同，硅傾向于穩(wěn)定ε碳化物，阻礙向Θ碳化物(Fe3C)轉(zhuǎn)變，使硅脫離Fe3C位置，而鉻傾向于聚集在Fe3C中。
[0019]本發(fā)明中加入了 0.66%的鎳，鎳改善鋼的淬透性和韌性，鎳能與Y-Fe生成無(wú)限互溶的固溶體，具有擴(kuò)大Y相區(qū)的作用，不形成碳化物。鎳能穩(wěn)定奧氏體，增強(qiáng)鋼的淬透性。現(xiàn)有的彈簧鋼的標(biāo)準(zhǔn)中基本不加鎳，但是作為雙金屬帶鋸條的背材鋼要求具有較高的強(qiáng)度，鎳含量〈0.2%達(dá)不到背材要求的效果，而如果鎳含量>2%，在淬火時(shí)可能增加殘留奧氏體。`
[0020]鑰可以提高鋼的淬透性，防止回火脆性，改善疲勞性能。目前標(biāo)準(zhǔn)鋼材中加鑰的彈簧鋼不多，加入量一般在0.4%以下。因?yàn)殍€可以生成細(xì)小彌散的碳化物阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，所以可以提高鋼的強(qiáng)度。在C-S1-Mn-Cr-V鋼中加入Mo，可以提高鋼的抗回火軟化能力。
[0021]釩和鈮都是強(qiáng)碳化物形成元素，固態(tài)下所析出的細(xì)小彌散的MC型碳化物具有很強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化效果，它們除提高鋼的強(qiáng)度和硬度外，還可提高鋼的抗彈減性。隨奧氏體化溫度提高，釩、鈮碳化物的溶解量增加。提高奧氏體化溫度會(huì)產(chǎn)生更大的沉淀硬化效果。由于釩、鈮抑制鋼回火時(shí)的軟化，所以，在相同的回火溫度下，加釩、鈮的鋼強(qiáng)度高于不加釩、鈮的鋼。在回火硬度相同時(shí)，釩、鈮鋼的0.05%屈服強(qiáng)度及0.2%屈服強(qiáng)度均比不含釩、鈮的鋼高出98MPa。
[0022]硼是強(qiáng)烈提高淬透性的元素，含0.001%~0.003%的硼的作用分別相當(dāng)于含
0.6%Mn、0.7%Cr、0.15%Mo、1.5%Ni。硼能提高鋼的抗彈減性，因?yàn)榕鹨蚤g隙原子形式溶入奧氏體、鐵素體時(shí)，特別容易聚集在位錯(cuò)線附近，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，抑制變形過(guò)程。在彈簧鋼中加硼的目的多數(shù)是為了提高鋼的淬透性，但也可以提高鋼的塑性，硼優(yōu)先滲透進(jìn)入晶界，可以控制磷的晶間偏析，從而防止晶界脆化。一般認(rèn)為S1-Cr-V-N1-Nb-B彈簧鋼的沖擊韌度值高于其它常規(guī)彈簧鋼就是這個(gè)原因。
[0023]本發(fā)明中含有0.015%A1，0.012%N,目的是為了生成適量細(xì)小的AlN顆粒，改善鋼的抗彈減性和耐久性，提高韌性及塑性變形抗力。但傳統(tǒng)理論認(rèn)為除脫氧用鋁外，一般彈簧鋼中不加鋁，氮也是做為有害元素，盡可能去除。鋁還可以與稀土元素餌生成Al3Er強(qiáng)化相，同時(shí)彌散分布的Al3Er顆?？梢詫?duì)位錯(cuò)起到釘扎作用，從而抑制再結(jié)晶，提高再結(jié)晶溫度。
[0024]稀土元素可以有效的提高合金流動(dòng)性，從而改善鋼的鑄造性能，同時(shí)合金中添加稀土元素可以控制合金中的氣體和雜質(zhì)含量，從而減少鑄件在凝固過(guò)程中產(chǎn)生氣孔、裂紋、縮松等缺陷。可以為合金的凝固過(guò)程提供大量的結(jié)晶核心同時(shí)形核，同時(shí)稀土元素可以在晶粒長(zhǎng)大過(guò)程中吸附在晶粒表面從而阻礙晶粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。稀土與合金基體發(fā)生作用，形成第二相粒子，此時(shí)的粒子尺寸細(xì)小且成彌散分布，是合金晶粒發(fā)生細(xì)化球化現(xiàn)象，使得合金基體得到強(qiáng)化。稀土加入背材鋼中能起到除氣，改變夾雜物形態(tài)，減小夾雜物粒度的作用，能提高鋼的抗疲勞強(qiáng)度。添加RE可有效凈化鋼液、細(xì)化組織，提高背材鋼的強(qiáng)度和塑性。鋼中夾雜物是微觀裂紋產(chǎn)生的原因之一，也是最終斷裂的因素。尤以顆粒大，易變形和尖角狀?yuàn)A雜物危害最大。稀土可使夾雜物顆粒由大變小，由易變形變?yōu)椴灰鬃冃?，由尖角狀變成近圓形，并可使夾雜數(shù)量減少，稀土加人量小于0.15%使鋼中夾雜物顆粒變小22.08~37.73%，變形后夾雜物尺寸大小減少56.5%~95.60%，夾雜物數(shù)量降低，從而使彈簧使用壽命提高35.40~103.15%，旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限值提高4~6MPa。故稀土有利于提高背材鋼疲勞極限。
[0025]通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際使用驗(yàn)證，本發(fā)明的背材鋼所能達(dá)到的力學(xué)性能，冷軋狀態(tài):HV:275-310 σ b: 745_843MPa，熱處理狀態(tài):HV ^ 500 σ b≥ 1500MPa。
[0026]本鋼材制備的雙金屬鋸帶與50CrNiMoVA、X32做對(duì)比切削試驗(yàn)的結(jié)果如下:被加工材料為45鋼，硬度178 HB,切削速度分別為30m/min，50 m/min, 70 m/min,冷卻液流量為5 L/min，吃刀深度為1mm ;各條件下分別經(jīng)30分鐘切削，發(fā)現(xiàn)本鋼材所制鋸帶背部磨損與X32相當(dāng)；但該鋸帶在轉(zhuǎn)速30m/min條件下，疲勞極限達(dá)到703.2MPa ;而通用50CrNiMoVA的疲勞極限只有675MPa?？梢?，本發(fā)明雙金屬帶鋸條的背部材料具有機(jī)械性能、理化性能和工藝性能等綜合性能，有效延長(zhǎng)了鋸帶的使用壽命。
[0027]本發(fā)明的帶鋸條采用上述的結(jié)構(gòu)參數(shù)后，由于鋸齒前角Y = 10°，能在保證加工質(zhì)量前提下，最大限度的提高生產(chǎn)率和降低成本，并減小鋸切時(shí)的阻力，防止鋸條在鋸輪上滑移脫落。又由于鋸齒后角α =30°，鋸齒后刀面和加工表面摩擦小，鋸條的耐用度高，提高了鋸切質(zhì)量和鋸條壽命。還由于采用鋸齒偏齒角Φ = 10°和鋸齒偏齒量λ = 0.6mm,使鋸條具有合理的主切削力和進(jìn)給抗力，提高了鍋削去除的材料的速度，本發(fā)明的偏齒參量使刨床處于斜角切削，切入平穩(wěn)，這樣提高了帶鋸的耐用度。更由于上述的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合使得主切削力最小，進(jìn)給力最大，鋸帶獲得最高的切削效率和最小的損耗量。同時(shí)合理的齒腹半圓弧凹槽尺寸具有合適容屑空間；適宜的鋸齒偏齒量λ與鋸條寬度h之比既能保證鋸切效果和鋸切效率，又能保證鋸條具有足夠的強(qiáng)度和壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是以本發(fā)明雙金屬帶鋸條背部材料為背材的帶鋸條的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的左視圖；
圖3是圖1所示結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0029]圖中，1-鋸條背部，2_鋸條齒尖,3-齒頂，4_齒腹,5-齒背,6_齒底。
【具體實(shí)施方式】[0030]本發(fā)明的雙金屬帶鋸條背部材料合金組份及質(zhì)量百分比(Wt%)為:C:0.32% ； Si:
0.25% ； Mn:0.85% ； Nb:0.002% ；B:0.001% ；Mo:1.12% ； Cr: 1.2% ； V:0.31% ； Al:
0.015% ；N:0.012% ；Ni:0.66% ； S:0.003% ; P:0.011%; RE:0.24%，余量為 Fe。
[0031 ] 上述合金材料的熔煉工藝流程為:鐵水預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐煉鋼、LF精煉、VD真空處理、中間包連鑄。熔煉工藝所使用的設(shè)備有可控硅熔煉爐KGPS3、LF-6精煉爐、VD真空精煉爐。
[0032]鐵水預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐煉鋼，對(duì)鐵水采用脫硫預(yù)處理后，溫度為1335°C。轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣操作，化渣去P。控制轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，要求鋼包潔凈，底吹暢通，并沒有包沿。轉(zhuǎn)爐出鋼采用擋渣及留鋼操作。出鋼過(guò)程向鋼包內(nèi)分別加入活性灰和SiMn、SiFe、CrFe、VFe合金，調(diào)節(jié)鋼液合金成分。出鋼過(guò)程中分別加入鋁對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧，出鋼后渣面加鋁，進(jìn)一步降低爐渣中的氧活度。
[0033]LF精煉,鋼水到站后預(yù)吹気,要求在鋼液面不裸露前提下盡量采用最大吹IS流量。測(cè)量到站溫度。在精煉過(guò)程加入二元合成渣、埋弧渣、螢石等造渣料。此外還分別加入了鋁粒、電石粉、碳素鉻鐵、SiFe，根據(jù)鋼液成分加入高碳錳鐵或中碳錳鐵。白渣形成以后，調(diào)整C，Si, Mn成分，使用低氮增碳劑調(diào)碳。
[0034]VD真空處理，抽真空前向渣面撒加鋁粒，盡快達(dá)到深真空狀態(tài)，并保持深真空脫氣時(shí)間，根據(jù)包內(nèi)沸騰情況調(diào)整氬氣流量，防止溢渣；真空處理畢，取樣、定氧、測(cè)溫，喂SiCa線，軟吹氬按大于IOmin控制。
[0035]連鑄過(guò)程中間包，使用堿性中間包，確保烘烤質(zhì)量，吹掃中間包保證清潔。大包采用帶氬封鋁碳長(zhǎng)水口，中包采 用整體浸入式水口保護(hù)澆注，中間包用高堿性覆蓋劑。要求中間包液位、結(jié)晶器液位保持穩(wěn)定，中間包液面按高于700mm控制。
[0036]造成彈簧鋼背材疲勞破壞的主要因素之一是鋼中非金屬夾雜物和顯微氧化夾雜物，本項(xiàng)發(fā)明的熔煉技術(shù)能夠生產(chǎn)出高潔凈彈簧鋼背材，大大降低夾雜物含量，控制夾雜物類型，提高鋼的品質(zhì)，以適應(yīng)雙金屬帶鋸條背材鋼的使用性能要求。
[0037]如圖1所示的雙金屬帶鋸條，它包括鋸條背部1，在該鋸條背部I設(shè)有缺失齒尖的鋸齒，在該鋸齒頂部焊接有鋸條齒尖2 ;在本發(fā)明的帶鋸條上還包括鋸條齒尖2尖頂部的齒頂3，位于鋸條背部I上的齒腹4、齒背5、齒底6。鋸條背部I上的齒腹4為半圓弧凹槽，該半圓弧凹槽半徑根據(jù)齒距和工作狀況優(yōu)先選擇為r=5-12 _。鋸條齒尖2沿鋸條背部I長(zhǎng)度方向交錯(cuò)地向左右兩側(cè)偏斜，即相鄰的兩個(gè)鋸條齒尖2 —向左兩側(cè)偏斜，另一向左右兩側(cè)偏斜。
[0038]鋸條背部I的材料合金組份及質(zhì)量百分比(Wt%)為:C:0.32% ； S1:0.25% ；Mn:0.85% ； Nb:0.002% ；B:0.001% ；Mo:1.12% ； Cr: 1.2% ； V:0.31% ； Al:0.015% ；N:
0.012% ；Ni:0.66% ； S:0.003% ； P:0.011% ； RE:0.24%，余量為 Fe。鋸條齒尖 2 為高速鋼
或其他高性能鋼材。鋸條背部I和鋸條齒尖2通過(guò)真空電子束焊接后，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的冷、熱加工工序制造成雙金屬帶鋸條。
[0039]本發(fā)明在實(shí)踐的基礎(chǔ)上確定對(duì)帶鋸條機(jī)械性能和使用壽命具有直接影響的結(jié)構(gòu)參數(shù)，選取前角、后角、偏齒量、偏齒角度為鋸削齒形的4個(gè)因素，采用L9(34)正交表，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，尋求獲得最佳指標(biāo)的因素的組合。最終確定所述鋸條齒尖2的鋸齒前角Y =10°，鋸齒后角α =30°，鋸齒偏齒角Φ = 10°，鋸齒偏齒量λ =0.6mm。此時(shí)主切削力最小，進(jìn)給力最大，是鋸帶獲得最高的切削效率和最小的損耗量。鋸條齒尖2的鋸齒齒尖角β =50° ,上述的鋸齒前角Y、鋸齒后角α和鋸齒齒尖角β之和為90°。鋸齒偏齒量入與鋸條寬度h之比λ /h優(yōu)先選擇為1: (3-5)。
[0040]上述雙金屬帶鋸條鋸齒結(jié)構(gòu)參數(shù)定義是:鋸齒前角Y是由齒高線和齒喉線相交所形成的夾角叫前角，也叫齒喉角；鋸齒后角α是由齒頂線和齒背線相交成的夾角叫后角，也叫齒背角。偏齒量λ是鋸齒經(jīng)偏齒后，鋸齒尖到帶鋸條平面的垂直距離。鋸齒偏齒角Φ是鋸齒經(jīng)偏齒后，齒刃側(cè)面與帶鋸條平面形成的夾角叫偏齒角。齒頂3鋸齒的尖頂端部位叫齒頂，是鋸齒進(jìn)行切削工作的主體部位。齒頂與齒頂?shù)倪B線叫齒頂線。
[0041]上述雙金屬帶鋸條鋸齒結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定分析:
本發(fā)明選擇上述的前角、后角、偏齒量和偏齒角度四個(gè)結(jié)構(gòu)因素，以主切削力、進(jìn)給抗力和切屑形態(tài)為評(píng)價(jià)目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)較高的切削效率、較低鋸條損耗量，從而確定最佳的鋸條結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0042]鋸齒前角Y越大，切削阻力越小，但鋸齒強(qiáng)度下降，散熱條件變差。由此可見，前角過(guò)大或過(guò)小都不好，前角的最佳數(shù)值，即是鋸條磨制出這樣前角，能在保證加工質(zhì)量前提下，最大限度的提高生產(chǎn)率和降低成本。在通常的情況下，為了減小鋸切時(shí)的阻力，防止鋸條在鋸輪上滑移脫落，應(yīng)盡量的選擇大的前角。
[0043]鋸齒后角α的功用主要是減少鋸齒后刀面和加工表面之間的摩擦。后角越大，鋸齒后刀面和加工表面摩擦越小，鋸條的耐用度越高，但鋸齒的強(qiáng)度下降。所以和前角一樣，后角不能過(guò)大，也不能過(guò)小，應(yīng)當(dāng)有個(gè)合理的數(shù)值。隨著鋸齒后角α的增大，主切削力和進(jìn)給抗力的變小，但趨勢(shì)沒前角影響的效果明顯，實(shí)驗(yàn)顯示隨著后角的增大，切屑半徑變大，即切屑變形增大。綜合分析，后角的功用主要是減少鋸齒后刀面和加工表面之間的摩擦。后角越大，鋸齒后刀面和加工表面摩擦越小，鋸條的耐用度越高，但鋸齒的強(qiáng)度下降。
[0044]偏齒量λ和鋸齒偏齒角Φ的增加對(duì)主切削力和進(jìn)給抗力有影響，雖規(guī)律不明顯，但隨著偏齒量的增大，切屑半徑增加，切屑變形增大。主要原因是由于偏齒改變了流屑角度，切屑的流出方向也改變，使得 在流屑平面內(nèi)起作用的刀具角度也發(fā)生改變。刃傾角的變化，將導(dǎo)致流屑剖面內(nèi)的刀具前角增大，而刀具前角的增大將使得主切削力減小，這樣就提高了鍋削去除的材料的速度。并且切屑流向的改變使得切屑在銀齒與銀鋒形成的密閉空間里更加利于斷屑。而且偏齒處于斜角切削，切入平穩(wěn)，這樣提高了帶鋸的耐用度。
【權(quán)利要求】
1.一種雙金屬帶鋸條背部材料，其特征在于:該背部材料合金組份及質(zhì)量百分比(Wt%)為:C:0.32% ； Si:0.25% ； Mn:0.85% ； Nb:0.002% ；B:0.001% ；Mo:1.12% ；Cr: 1.2% ； V:0.31% ； Al:0.015% ；N:0.012% ；N1:0.66% ； S:0.003% ； P:0.011% ； RE:0.24%，余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬帶鋸條背部材料，其特征在于:將Fe連續(xù)加溫至1335°C，對(duì)鐵水采用脫硫預(yù)處理后，轉(zhuǎn)爐冶煉，控制轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，出鋼過(guò)程向鋼包內(nèi)分別加入活性灰和SiMn、SiFe, CrFe, VFe合金，調(diào)節(jié)鋼液合金成分；出鋼過(guò)程中還分別加入鋁，對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧，出鋼后渣面加鋁，進(jìn)一步降低爐渣中的氧活度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙金屬帶鋸條背部材料，其特征在于:對(duì)鋼水進(jìn)行精煉，在鋼水到站后預(yù)吹氬，在精煉過(guò)程加入二元合成渣、埋弧渣、螢石等造渣，同時(shí)還分別加入鋁粒、電石粉、碳素鉻鐵和SiFe,并適量加入高碳猛鐵或中碳猛鐵。
4.一種以權(quán)利要求1所述材料為帶鋸條背部材料的帶鋸條，包括鋸條背部(1)，在該鋸條背部(I)設(shè)有缺失齒尖的鋸齒，在該鋸齒頂部焊接有鋸條齒尖(2)，其特征在于:所述鋸條齒尖(2)的鋸齒前角Y = 10° ,鋸齒后角α = 30° ,鋸齒偏齒角Φ = 10° ,鋸齒偏齒量 λ = 0.6mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶鋸條，其特征在于:所述鋸條齒尖(2)沿鋸條背部(1)長(zhǎng)度方向交錯(cuò)地向左右兩側(cè)偏斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶鋸條，其特征在于:所述鋸條齒尖(2)的鋸齒齒尖角β=50° ,所述鋸齒前角Y、鋸齒后角α和鋸齒齒尖角β之和為90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶鋸條，其特征在于:位于所述鋸條背部(I)的齒腹(4)為半圓弧凹槽，該半圓弧凹槽半徑r=5_12 mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶鋸條，其特征在于:所述鋸齒偏齒量λ與鋸條寬度h之比λ/h=l:(4-6)ο
【文檔編號(hào)】B23D61/14GK103484790SQ201310448538
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王九平, 陳榮發(fā), 李志龍 申請(qǐng)人:江蘇華久特鋼工具有限公司