DE2112427A1 - Verfahren zur Herstellung eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden bimetallischen Schneidblattes - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dr.-Hataiut Späth

8209 Rosenheim/Obb.
Max-Josefs-Platz 6

P 8 . März 1971

Firma Kabushiki-Kaisha Sishin/ JAPAN

Verfahren zur Herstellung eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden bimetallischen Schneidblattes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden bimetallischen Schneidblattes, insbesondere eines Schneidblattes, dessen tragender Bestandteil aus einem eine flexible Auflage bildenden aufgewickelt vorliegenden Streifenmaterial oder Band hergestellt und an einer seiner Längskanten mit einer Reihe von Zähnen versehen wird, die mit einem gewissen dazwischenliegenden Abstand voneinander angeordnet sind- Der Hauptteil jedes Zahnes weist bei Betrachtung q.uer zu der Blattebene an seinem vorderen oberen Ende einen Ausschnitt von im wesentlichen L-lorm auf, an welchen eine etwa quaderahnIiehe Zahnspitze mit ihrer rückwärtigen und bodenseitigen Fläche geschweißt oder gelötet ist. Der Erfindungsgegenstand ist da-« durch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze aus superharten Stoffen hergestellt ist, die aus Legierungen mit einem vorherrschenden Gehalt an Wolframkarbiden, aus Legierungen von Multikarbiden mit einem Mehrheitagehalt an Wolframkarbiden und einem Minderheitsgehalt an Titan- und/oder Tantalkarbiden, aus Legierungen von Karbiden mit einem vorherrschenden Gehalt an Tantal- und/oder Vanadiumkarbiden, aus Keramikstoffen mit vorherrschendem Gehalt an Aluminiumoxiden oder aus Siliziumdioxiden gewählt sind, indem deren pulverige Bestandteile in eine Form entsprechend etwa derjenigen der Zahnapitze gebracht

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werden, die mit dem ausgeschnittenen Hauptteil des Zahnes verschweißt oder verlötet und nachfolgend maaehinenbearbeitet wird, um eine scharfe Schneidkante zu erzielen, bevor eine abschließende Sinterung oder Formung dieser geformten oder geschmolzenen pulverigen Bestandteile erfolgt, Die superharten Stoffe sollen eine ausreichende Härte und Biegefestigkeit aufweisen,τ um einer Temperatur zu widerstehen, bei welcher ein Schweiß- oder Lötmittel verflüssigt werden kann-, um eine feste Verbindungeflache zu schaffen, welche zwischen der Zahriepitze sowie dem Zahnhauptteil liegt und der beim Schneid^ Vorgang des Blattes bei hoher Geschwindigkeit erzeugten Wärme zu widerstehen vermag. Die im wesentlichen rechteckige Zahnspitze wird mit etwas größeren Abmessungen als die Blattbreite ausgestattet, so daß die mit dein Zahnhauptteil verbundene Zahnspitze hauptsächlich an den Seiten parallel su dem Sägeblatt bearbeitet wird, um die gewünschte Form zu erhalten, welche als scharfe Schneidspitze zu wirken vermag.

Eine durch das Schveiß- oder Lötmittel zwischen der Zahnspitze sov/ie dem Hauptteil des Zahnes gebildete Bindefläche weist bevorzugt eine Vickershärte von etwa 450 bis 500 HV auf

Obgleich eine beträchtliche Anzahl von Versuchen durchgeführt sowie eine Anzahl neuer Verfahren entwickelt wurde,un Τί^-η+ητ^ζη eines Schneidblattes einschließlich eines Bandsägeblattes mit hohem Wä rmewiderstand und hoher Abriebsfestigkeit zu entwickeln und dem Sägeblatt eine verlängerte Standzeit zu verleihen, , beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf völlig neuen Erkenntnissen und unterscheidet sich "wesentlich gegenüber dein Stand der Technik Die USA-Patentschrift 3 104 562 beinhaltet beispielsweise ein Verfahren zur Bewehrung von Kanten von Schneidsähnen eines Sägeblattes, wobei eine aus superharter Legieruni hergestellte kugelige Spitze, beispielsweise aus Wolframkarbid, in eine kreisförmige krateraxtijg;e Vertiefung an der Kante jedes Schneidzahnes eingepaßt und eingelötet wirdL Dieses Verfahren ist jedoch auf einer industriellen Basis ziemlich schwierig , weil es aufwendige technische Schritte und

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Vorrichtungen benötigt, um solche Spitzen von geringen Abmessungen durch Formung und Sinterung von Pulverbeatandteilen der superharten Legierung herzustellen. Ferner iat es nahezu unmöglich, die mit der Kante der Schneidzähne verlötete Spitze in wirtschaftlicher Weise bei einer abschließenden: Bearbeitung auf eine gewünschte Form zu bringen

Gemäß einem anderen bekannten Verfahren nach der USA -Patentschrift 3 315 548 zur Herstellung eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Sandsägeblattes werden die ochneidzähne nach der Bewehrung eines Kohlenstoffetahl-Verstärkungsbandes ausgebildet Die Druckschrift zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines bewehrten, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Schneidsägeblattes, wobei folgende Verfahrensschritte angewendet werden: Anschreißen eines Drahtes aus HochBchnellstahl an eine Kante eines tragenden Kohlenstoffstahlbandes und Einschneiden der bimetallischen Kante zur Bildung von Zähnen der gewünschten Abmessung und Form längs dieser Kante, Dieses Verfahren ist jedoch mit solchen Nachteilen verbunden, daß lediglich die Spitzen der Zähne aus Hochschnellstahl gebildet werden, während der verbleibende größere Teil des mit der Kante verschleißten HSS-Stahles von dem Blatt abgeschnitten wird, wobei der Verlust an teuerere HSS-Stahl unvermeidlich groß wird.

Die Gründe, warum solche Verfahren von einer verhältnismäßig geringen Produktivität begleitet Bind, ergeben sich daraus», deß es sehr schwierig ist, pulverige Bestandteile superharter Legierungsstoffe zu einer Zahnspitze von extrem kleinen Abmessungen zu formen und zu sintern, welche der Endform der Zahnspitze entsprechen, wobei die Zahnspitze als Schneidkante bei gleichseitig geringer erforderlicher maschineller Bearbeitung dienen kann, und daß die inneren Strukturen, der aus der superharten Legierung hergestellten Zahnspitze durch die beim Schweißen oder Löten erzeugte Wärme ungünstig beeinflußt werden, was einen Abfall der Härte sowie der Biegefestigkeit in solchem Maß hervorruft, daß die Spitze kaum

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mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden SohneidVorgang zu widerstehen vermag. Andererseits bringt eine Absenkung der Schweiß- oder Lötteräperätur zur Vermeidung einer Verschlechterung der Hafte- und Biegefestigkeitswerte der Zahnspitze unvermeidlich eine Verminderung der Härte an den Schweiß- und Lötäbschhitten mit eich, die zwischen der Zahnspitze sowie dem Zahnkörper herzustellen sind. Dies führt dazu, daß diese Teile nicht fest genug werden, um dem mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Schneidvorgang zu widerstehen

Um eine superharte Legierungsspitze mit einer gewünschten Form und scharfen Ecken zu erhalten, wurde erfindungsgemäß versucht_; ein Material auf gewünschte Abmessungen zu schneiden, das durch Formung und Sinterung von pulverigen Bestandteilen einer superharten Legierung, beispielsweise aus\ Wolfrämkarbiden, in Streifenform hergestellt wurde, wobei der Streifen eine Dicke entsprechend derjenigen eines Sägeblattes aufweist. Ein solcher Versuch führte jedoch zu einem Mißerfolg, weil beiü Schneigen 4gr die Streifenform aufweisenden superharter) Legierung /die scharfen Ecken der Legierung zerstört wurden und es nahezu unmöglich war, durch einen solchen Schneidvorgang Spitzen aus Legierungen zu erzielen, welche mit scharfen Kanten versehen waren und als Schneidkanten wirken konnten, wenn sie mit einem Zahnkör- W per verschweißt oder verlötet waren,

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt de^sjemäß darin, daß zur Erzielung von Zahnspitzen aus superharten Stoffen mit Formen und Ausbildungen im wesentlichen gleich denjenigen, welche als scharfe Schneidkanten wirken können, wenn sie mit"ausgeschnittenenTeilen eines Zahnkörpers eines Blattes verschweißt oder verlötet werden,'pulverige Bestandteile aus superharten Legierungen nach vorangegangener Formung mittels Schneiden oder ähnlicher Vorgänge vor dem endgültigen Sintern auf die gewünschten.Formen gebracht werden, wobei eine Sinteruöi| naöh der Auebildung der vorangehend geformten pulverl'g*#tf 'Bestandteile in Zähnepitzen der gesfbischten

Abmessungen erfolgt. Ein anderes beachtliches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Zahnspitzen mit rerhältnismäßig kleinen Abmessungen, wie sie auf diese Weise erhalten werden, aus solchen superharten Stoffen gewählt und gefertigt werden, deren Härte und Biegefestigkeit durch die zugeführte Wärme nicht beeinflußt werden sollen wenn die Zahnspitzen auf die Zahnkörper geschweißt oder gelötet werden

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes bimetallisches Schneidblatt zu schaffen, bei dem eine Reihe von Zähnen an einer Längskante mit je einem gewünschten dazwischenliegenden Abstand vorgesehen ist, wobei der Hauptteil jedes Zahnes an seinem vorderen oberen Ende einen ausgeschnittenen Teil aufweist, an dem eine Zahnspitze aus superharten Stoffen angeformt und auf eine Form gesintert ist, welche im wesentlichen gleich einer gewünschten Endform ist, die als Schneidkante zu wirken vermag, wobei eine Anschweißung oder Anlötung erfolgt, so daß die Maschinenbearbeitung der Spitze auf die gewünschte Endform nach dem Anschweißen oder Anlöten an den Zahnkörper auf ein Mindestmaß beschrankt werden kann; die superharten Stoffe, welche die Spitze darstellen, werden mi-t solcher Härte und Biegefestigkeit gewählt, daß sie nicht durch die beim Anschweißen oder Anlöten der Spitze an den Zahnkörper angewendete *^ärme beeinflußt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der -Zeichnung.-näher .-;..: erläutert

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines" erfindungsgemäßen Bandsügeblattes in perspektivischer und ausschnittsweiser Darstellung,

Fig 2 einen aus einer Vielzahl von in dem Bandsägeblatt nach Fig. 1 enthaltenen #hnen nebst darin ausgebildetem ausgeschnittenen Teil sowie eine Zahtispitze in ange-

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näherter Quaderform vor der Befestigung, jeweils in perspektivischer Darstellung, , _;

Mg. 3 den überstand zwischen den*, in einem Zahnhauptteil ausgebildeten-ausgeschnittenen Teil sowie einer Zahnspitze nach Anbringung, derselben an dein ausgeschnit . tenen Teil zum Anschweißen oder Anlöten, in Draufsicht

Ein ausgeschnittener Teil 4 von im wesentlichen L-Form bei Betrachtung senkrecht zu der Ebene des tragenden Teiles 2 eines Sägeblattes 1 ist an einem vorderen oberen Ende jedes Zahnes in Aufeinanderfolge mit einem dazwischen befindlichen gewünschten Abstand vorgesehen Eine Zahnspitze 5 besteht aus superharten Stoffen, beispielsweise Wolfram— karbiden in angenäherter Quaderform. Die Zahnspitze 5 weist eine rückwärtige Flä.ohe 6 sowie eine Bodenfläche 7 auf, mit'■■■'-. welchen sie an dem ausgeschnittenen.Teil 4 festgesehweiöt oder festgelötet ist. Die Zahnspitze ist von solcher Ausbildung und solchen Abmessungen, welche die Zahnspitze nach dem Anschweißen oder Anlöten an den ausgeschnittenen Teil 4 sowie nach ,leichter maschineller Bearbeitung längs der Seitem aufweisen soll. Die Zahnspitze wird also zuerst mit solcher Form hergestellt, daß sie bei lediglich leichter Maschinenbeärbeitung scharfe Schneidkanten aufweist- Eine Zahnspitze aus superharten Stoffen, welche scharfe Ecken aufweist. T?ird gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, indem pulverige Bestandteile von Stoffen in die gewünschte Form gebracht werden, bevor eine abschließende Sinterung erfolgt. Im konkreten Fall wurden solche Spitzen beispielsweise mittels eines Kaltpreß-Sinterverfahrens erzielt, wobei pulverige Bestandteile von Legierungen in einem bestimmten Verhältnis gemischt, vorgesintert, gepreßt, in eine gewünschte Form geschnitten und abschließend gesintert werden. .

Obgleich die Zahnspit?e 5 vorzugsweise mit Abmessungen versehen sein soll, die genau denjenigen entsprechen.; welche als

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Schneidkanten zu wirken vermögen, wenn ein Anschweißen oder Anlöten an das Sägeblatt erfolgt ist, ergibt sich aus praktischen Erfordernissen gemäß Fig. 3 ein Überstand 8", welcher, quer zu der Ebene des Blattes verläuft und eine Länge entsprechend etwa 2/10 der gesamten Breite aufweist, weil die Zahnspitze an der oder den Seiten, welche quer zu der Blattebene verlaufen, kaum auf dem ausgeschnittenen Teil 4 so genau angeordnet werden kann, insbesondere auch deshalb, weil die Zahnspitze nicht durch irgendwelche Flächen des ausgeschnittenen Teils aufgelagert werden kann. "Versuchsweise wurde gefunden, daß ein Schweiß- oder Lötmittel, das eine verbindende Fläche zwischen der Zahnspitze 5 sowie dem ausgeschnittenen Teil 4 bildet, eine Vickershärte von etwa 450 500 HV aufweisen soll, so daß eine Trennung der Zahnspitze sowie des; ,ausgeschnittenen Teiles 4 voneinander bei einem mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Schneidvorgang verhindert und; außerdem die Flexibilität des Sägeblattes 1 insg!C3aiEtr^sichergestellt werden können. Um den geschweißten oder gelöteten Teil mit der vorangehend erwähnten Härte zu schaffen, erwies es sich auch als günstig, wenn das Schweiß- oder Lötmittel nach Erwärmung auf eine Temperatur von etwa;1300⁰C-verfestigt wird. Auch sollten superharte Stoffe, deren Struktur durch solche Temperaturen nicht beeinflußt werden soll, eine Vickershärte von etwa 1300 - 1550 HV aufweisen, während die Biegefestigkeit etwa 210 bis 160 kp/mm² beträgt, -

Nachfolgend sind zwei Beispiele für die Durchführung des erfindunjsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Beisgiel_l

An einem tragenden Teil 2 eines Streifens aus Kohlenstoffstahl der Qualität SK6'mit etwa 0,8;* Kohlenstoff sowie einer Dicke von 1,05 mm und einer Breite von 32 mm wurde über der einen Längskante eine Reihe von Zähnen angebracht, von denen jeder an des vorderen oberen Ende seines Hauptteiles einen ausge-

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schnittenen Teil 4 aufwies Dieser Teil wurde mit einer Bodenfläche von 1,05 mm iänge quer zu der Blattebene, sowie von etwa 0,8 mn an der parallel zu der Längsrichtung dee Blattes verlaufenden Seite und mit eilier rückwärtigen Fläch·

Zahnst

von etwa 1,5 mm Höhe versehen. EineTpitze aus einer Wolframkarbide enthalt elites legierung (79 A^¥ , 6 1° AiC und TaC sowie 15 fo Co) mit. einer Vickershärte von etwa 1300 HV und einer Biegefestigkeit von etwa 210 kp/mm wurde auf den erwähnten .ausgeschnittenen Teil hartgelötet, indem zuerst auf die rückwärtige und untere Fläche des ausgeschnittenen Teiles ein Hartlot mit einem vorherrschenden Gehalt an nickel aufgebracht wurde, das mit einem pulverigen Flußmittel ge-

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W mischt und auf etwa 880 C erhitzt wurde= Nachfolgend wurde die Zahnspitze auf dem ausgeschnittenen Teil augebracht und auf etwa 13OO⁰C erwärmt Diese Zahnspitze war mit einer Bodenfläche von 1,3 mm ati ihrer quer zu der Blattebene verlaufenden Seite und von 0,8 mm an ihrer parallel zu der Blattebene verlaufenden- Seite versehen. Eine Rückfläche weisen eine Höhe von 1,5 mm und eine obere Fläche eine Abmessung von 1,0 mm an ihrer parallel zu der Blattebene verlaufenden Seite auf. Ein .Überstand 8' von etwa .0,25 ram an der Seite der Spitze verlief quer zu der Ebene des Blattes und wurde nach dem Hartverlöten der Spitze mit dem ausgeschnittenen Teil maschinell abgearbeitet Die Vickershärte des hartverlötetea Teiles wurde zu etwa 450 - 500 HV gemessen. Es

" wurde durch einen versuchsweisen Sägevorgang sichergestellt, daß diese Härte und Biegefestigkeit der Spitzen durch die vorangehende Hartlöttemperatur nicht beeinflußt war und daß der hartverlötete Teil ausreichend fest war, um dem Sägevorgang zu widerstehen, Der versuchsweise Sägevojrgang mit dem gemäß der obigen Beschreibung hergestellten- Bandsägeblatt wurde so durchgeführt, daß das Blatt auf einer Bandsägemaschine angebracht und mit einer Geschwindigkeit von 96 m/sec in Drehung versetzt wurde· Es wurde ein Stahl der Qualität S45C mit einem Durchmesser von 200 mm geschnitten. Die Schnittiefe Jedes Zahnes in dem Material betrug etwa 0,2 mm; das Material wurde ic etwa 140 Sekunden ausge-

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·* 9 - . schnitten.

Beigp_iel_2

Ein Bandsägeblatt mit dem Aufbau und der Formgebung gemäß . demjenigen nach dem Beispiel 1 wurde mit Spitzen aus einem legierungs stahl von 82 j» W, IO ^cß> TaC und AiC sowie 8 $ Co mit einer Viekershärte von etwa 1550 kp/mm hergestellt. Auoh dieses Sägeblatt zeigte einen aehr guten SchnittiriiikungBgrad.

Die Erfindung schafft also ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes bimetallieches Schneidblatt mit einer Reihe von an einer Längskante vorgesehenen Zähnen nebst dazwisohen befindlichen gewünschten Abständen, wobei der Hauptteil jedes Zahnes an seinem vorderen oberen Ende mit einem ausgeschnittenen Teil versehen ist, an dem eine Zahnspitze aus euperharten Stoffen angeschweißt oder angelötet ist, wobei die superharten Stoffe vor der abschließenden Sinterung in eine Form im wesentlichen gleich einer gewünschten Endform gebracht werden, die als Schneidkante zu wirken vermag und scharfe rechteckige Ecken aufweist Die Anbringung erfolgt derart, daß die Zahnspitze nach deren Pestschweißung oder Pestlötung an dem Z ahnkörper durch die maschinelle Bearbeitung auf die gewünschte Endform gebracht wird. Die superharten Stoffe, welche die Spitze darstellen, sind mit" einer derartigen Härte und Biegefestigkeit gewählt, daß eine Beeinflussung durch die zugeführte Wärme nicht erfolgt, wenn die Zahnspitze mit dem Zahnkörper fest verschweißt oder verlötet wird.

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Claims (2)

1. - ίο -

   Verfahren zur Herstellung eines bei hoher Geschwindigkeit arbeitenden bimetallischen Schneidblattes mit einem tragen— den Bestandteil aus tufge/ vorliegendem Streifenmaterial, das an einer Längskante mit einer Reihe von Zähnen versehen wird, welche einen gewünschten Abstand voneinander aufweisen, wobei der Hauptteil jedes Zahnes bei Betrachtung quer zu der Blattebene an seinem vorderen oberen Bnde einen Ausschnitt von im wesentlichen L-ΙΌπη aufweist, an welchem eine im weeentlichen quaderförmige Zahnspitze unter Verbindung mit ihrer rückwärtigen und unteren Fläche angebracht wird, daduroh gekennzeichnet, daß die Zahnspitze (5) aus au— perhartem Material mit einer gegenüber der Temperatur zur Verbindung der Zahnepitze mit dem Ausschnitt ausreichenden Härte und Biegefestigkeit hergestellt wird, daß die Zahn-' spitze vor dem abschließenden Sintern der superharten Stoffe auf die angenäherte Quaderform gebracht und mit Abmessungen versehen wird, welche an zumindest einer Seite quer zu der Blattebene etwas größer als diejenigen de» tragenden Bestandteils sind, und daß das überstehende Material der Zehnspitze abschließend parallel zu der Schneidblattebene abgearbeitet wird.
2. 2. Verfahre& nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte und Biegefestigkeit der Zahnspitze (5) etwa 1300-155*0 HV bzw. 210 - 160 kp/mm entsprechen.

   J« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die superharten Stoffe aus Legierungen gewählt sind, welche aus Legierungen mit vorherrschendem Gehalt an Wolframkarbiden, aus Legierungen von Vielkarbiden mit einem größeren Anteilgehalt an Y/olframkarbiden und einem kleineren Anteilsgehalt an Titan- und/oder Tantalkarbiden, aus Legierungen von Karbiden mit vorherrschendem Gehalt an Tantal- und/oder Va-

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   BAD

   nadiuifekarbiden, aus Keramikstoffen mit vorherrschend« Gehalt an Aluminiumoxiden oder aus Siliziumdioxiden gewählt sind,

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