DE2318471A1

DE2318471A1 - Saegeblattwerkstoff und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2318471A1
Application number: DE2318471A
Authority: DE
Inventors: Bo Erik Gunnar Berggren; Nils Torsten Strandberg
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags AB
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1973-10-25
Also published as: ATA359873A; AR199101A1; CA970661A; PL85309B1; GB1430187A; JPS5418220B2; DD106002A5; FR2181023A1; IT980288B; AT350607B; FR2181023B1; JPS4921367A

Description

Priorität vom 20. Agril__<1972 und 26, September 1972 in Schweden aufgrund der Anmeldungen Nr.5151/72 u. 1239^/72

Die Erfindung bezieht sich im weiteren Sinne auf die Herstellungsart von Sägeblättern, z.B. Metall- oder Bandsägeblättern, die insbesondere bei Schneidmetallen verwendet werden, und hat die Schaffung eines verbesserten Sägeblattmaterials und insbesondere die Schaffung einer besseren und praktischeren Herstellungsart für Sägeblätter zum Gegenstand.

Sägeblatthersteller wissen seit langem, daß das ideale Sägeblatt dasjenige ist, bei dem die Zähne aus Schneidstahl gebildet sind und das Stützteil des Blattes aus einem harten Kohlenstoff-oder einem niedrig legierten Stahl hergestellt ist, damit es den Stößen widerstehen kann und einen hohen Widerstand gegen Ermüdungsfehler hat.

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Poitxhcau Frankfurt/Main 4763

Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbaden, Konto-Nr. £76807

Der Begriff "Schneidstahl", wie er hier verwendet wird, schließt alle normalerweise für Schneidstähle verwendeten Stahllegierungen ein· Er schließt somit Stahl mit hohem Kohlenstoffinhalt, Stahllegierungen mit hohem Kohlenstoff inhalt, Schnellschneidestahl und Mittelschnellschneidestahl ein, wobei die Auswahl in einfacher Weise von der beabsichtigten Verwendung des Sägeblattes abhängt, das aus dem Bandsägeblattmaterial hergestellt werden soll.

Solche Blätter sind dadurch hergestellt worden, daß man einen dünnen Streifen Schneidstahl an eine Kante eines flexiblen LegierungsStahlbandes anschweißt· Dieses Verfahren hat sich nicht für zuverlässig erwiesen, da es zu einem nicht gleichmäßigen Produkt führt. Somit führt das Schweißen des Schneidstahls direkt an den Kohlenstoff- oder niedrig legierten harten Stahl zu einer Schweißverbindung, die wegen eines teilweisen Schmelzens des Stahls während des Schweißens harte, brüchige Teile enthält. Diese harten, brüchigen Teile sind oft die Anfangsstellen für Dauerbrüche. Man fand, daß dieses Verfahren die Verwendung des Elektronenstrahlschweißens im Vakuum oder bei sehr niedrigem Druck erfordert. Selbst wenn das auf diese Weise hergestellte Blatt wärmebehandelt ist, bleibt ein Großteil der Schmelzstruktur erhalten, wodurch sich vorzeitige Fehler der Säge ergeben.

Es ist auch vorgeanlagen worden, ein zusammengesetztes Sägeblattmaterial dadurch herzustellen, daß man eine Schmelze mit

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einer einem Teil des Sägeblattes entsprechenden Zusammensetzung zu einem Barren mit einer Zusammensetzung abgießt, die dem anderen Teil des Blattes entspricht. Dieser Bimetallbarren wird dann zu einem Band ausgewalzt, das wärmebehandelt wird und in welches Zähne in einer Kante eingeschnitten werden. Dieses Verfahren war wegen der Schwierigkeiten, eine gute Struktur und sogar eine Verbindung zwischen den Streifen zu erhalten, wenig erfolgreich.

Erfindungsgemäß ist ein Sägeblattmaterial vorgesehen, das ein zusammengesetztes Band aufweist, welches besteht aus

1) einem elastischen Stützstreifen aus Stahl, der die notwendigen Eigenschaften besitzt, um den Stößen zu widerstehen und einen guten Widerstand gegen Ermüdungsfehler zu haben, und

2) einem Zahnstreifen aus Schneidstahl, wobei die Streifen eine unterschiedslose Länge und gleichmäßige Breite und Dicke haben und permanent entlang einer Kante mit einer geraden dünnen intermetallischen Verbindung gebunden sind, die sich quer zu dieser Kante erstreckt und eine hervorragend feine kornige Struktur aufweist, die man als Ergebnis der Größenverminderung durch die Wärmebearbeitung erhält.

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Der erste der genannten Streifen bildet die Stütze oder den rückwärtigen Stützkörper des Sägeblattes· In dem zweiten Streifen können Zähne durch herkömmliche Einrichtungen, wie z.B. Schneiden und Schleifen gebildet werden. Wenn man ein Sägeblattband herstellt, erstrekken sich die Ein Schweifungen zwischen den Zähnen über die Verbindung zwischen den Streifen derart, daß der Körper der Säge nur durch den harten Stützstreifen gebildet wird. Wenn man Metallsägeblätter herstellt, endet der Boden der Ein Schweifungen in dem härteren zweiten Streifen. Der Körper der Säge weist dadurch sowohl den harten Stützstreifen als auch Teil des Schneidstahles auf·

Die auf diese Weise hergestellten Sägeblätter können mit herkömmlichen Einrichtungen, wie z.B. Erwärmen, Abschrekken und Tempern zur vollen Härte der Zähne und Härte des Stützkörpers ohne Verziehen oder Formänderung gehärtet werden.

Beispiele der Zusammensetzung des Zahnstreifens werden in Tabelle I und des Stütz streif ens in Tabelle II gegeben:

Tabelle I

AISI	Si * Cr * V £	¥	tsL	Mo £
Bezeichnung C $ Mn %	»3 4,2 1,9	6,	32	5,0
M2 »84 ρ 3	,2 4_a2 3,3	6,	4	5,0
M3 ί 2 1.20 ₉ 3

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AISI	C $>	Hn i>	Si	1	Cr	' $	#99	Ho
Bezeichnung	,4	Λ	1*	6	5,		,18	1,
H 13		,6	1,	25	>	30	,1
	,52	,95			1,	1

Dae Verfahren der Erfindung umfaßt»

1. Zwei planparallele Platten oder Stücke aus Stahl, die als Stützstreifen gedacht sind, werden vertikal in derselben Ebene mit einem engen Abstand zwischen üen zwei parallelen vertikalen Kanten angeordnet. Der Abstand zwischen den Platten ist am Boden und an den Seiten, z.B. durch Platten aus unlegiertem Kohlenstoffstahl oder durch wassergekühlte Mäntel oder Umkleidungen abgeschlossen· Das obere Ende des Raumes ist offangelassene

2* Eiisti Schmelze aus Schneidetahl, die für den feii gedacliijist, ist Ib, des Maiua zwäLüeban den Platten darsfc. elektrisches Schmelzen vcn LegleruagsstsM. gebildet, der in dec Haiw eingeführt; ist, wobei gle-icfeseitig¹ sia £τ^» steuerte!* T-sil der die geg^aitfcsALiegancic^a ¥Snds «ies

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stahl gebildet wird, der höher legiert ist als der Stahl d*r Platten, die für den Stützstreifen gedacht sind, da
nur dies die gewünschte dünne und gerade Verbindung zwischen den Materialien erbringt* Die Elektrodenköpfe, die Schmelztropfen und die Schmelze werden von der Atmosphäre abgeschirmt·

3· Die Schmelze wird sukzessive, wie sie gebildet wird, zum Abguß verfestigt, der die zwei Platten vereinigt und dadurch einen aus drei parallelen Teilen zusammengesetzten Barren bildet·

k» Der Barren wird heiß und kalt bearbeitet, beispielsweise durch Vorschmieden und Auswalzen in einer Richtung parallel jbu den Verbindungen zwischen den drei Teilen ssu einem Metallband mit einer Dicke, die der Dioke des !" <a.b« sichtigten Sägeblattes entspricht, aber mindestens doppelten Breite «and aus drei in Ausrichtung h®£±nd%käzen Streifen zusammengesetzt ist, die an ihren Kanten -verbinden
wobei der Solana ids t aiii de» Mittelteil bild© te

5ä Bas Metallband wird da»a©<ä in zwei BSad©r.
scfelitsen esrfelaag der Mitte des SeSaa®iclstafel"fe©il©

■Weiter© Yorfes±le_s Merkmale la s{ig

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Fig· 1 eine Seitenansicht einer Anordnung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Barren,

Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1,

Fig· 3 eine Querschnittseinsicht durch einen Barren, der bei Verwendung der Erfindung hergestellt ist,

Fig. k einen Querschnitt des Bandes, das durch Wärme- und Kältebehandlung des Barrens gemäß Fig. 3 hergestellt ist, und

Fig. 5 eine Seitenansicht eines kurzen Stückes einer Säge, die aus dem erfindungsgemäßen Material oder Werkstoff hergestellt ist»

Die Figuren 1 und 2 zeigen, vie zwei Platten 1 eines harten Stahles, der für den Stützteil des Sägeblattes gedacht ist, parallel in vertikale Lage gebracht sind· Der Raum zwischen diesen Platten ist seitlich durch Kohlenstoffstahlplatten 3 und h und unten durch einen Pfropfen 5 verschlossen worden· Anstelle der Platten 3 und h können auch wassergekühlte Ummantelungen, z.B, aus Kupfer, verwendet werden· Diese Wände werden in diesem Falle nicht an den hergestellten Barren angeschweißt und brauchen nicht vor der Benutzung des Barrens abgeschrägt oder abgeschärft zu werden« Die Elektroden 6 und 7 einer Zusammensetzung, die berechnet wurde, um den Sohneidstahl für den Zahnteil des Sägeblattes vorzusehen, werden in den Raum zwischen die Platten eingeführt« Die Elektrodenköpfe werden von

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einer geschmolzenen Asche 8 abgedeckt, die sie und das geschmolzene Metall 11 von der Luft abschirmt» Anstelle der geschmolzenen Asche kann sogar ein inertes Gas, beispielsweise Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff als Schutzmediura verwendet werden. Sogar in diesem Falle kann ein kleiner Betrag Garschlacke zugegeben werden. Die Elektrode 6 ist an eine geeignete Kraftzufuhr 9 mit Leitungen IO angeschlossen· Durch den Strom, der durch die Schlacke läuft oder einen Bogen bildet, wenn Gas als Schutzmedium verwendet wird, und dadurch die Elektroden heizt « werden Tropfen geschmolzenen Metalles gebildet und schließen sich an das Schmelzbad 11, das sukzessive zu einem Barren 12 verfestigt wird, der den Raum zwischen den Platten 1 füllt. Ein Teil der Platten wird auch geschmolzen und in das Schmelzbad vermischt, was eine gute Verbindung zwischen dem Barren und den Platten gibt. Der Betrag der Platten, der abgeschmolzen ist, kann durch die Kühlung der Platten und durch den Strom durch die Elektroden reguliert werden· Anstelle der zwei Elektroden 6 und 7 kann eine Elektrode, die in horizontaler Richtung in dem Raum oszilliert, verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine gerade Verbindung zwischen dem Barren und dem Material in den Platten zu bekommen.

Pig. 3 zeigt in verkleinertem Maßstab eine Querscimittsaiasicht durch einen in der in den Fig. 1 land 2 gezeigten Anordnung hergestellten Barren. Er weiat einen Mittelteil aus Sohneidstahl auf, der an zwei äußere T_eile 14 und 15

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aus Stahl gebunden ist, die für den Stutζstreifen des Sägeblattes gedacht sind.

Pig· h zeigt eine Querschnittsansicht eines durch Yärme- und Kältebehandlung des Barrens der Fig. 3 hergestellten Bandes. Der Mittelstreifen 13 besteht aus Schneidstahl· Durch Trennen des Mittelstreifens werden zwei Bänder des Sägeblattwerkstoffs erzeugt.

Fig. 5 zeigt, wie der Sägeblattwerkstoff gemäß der Erfindung zur Herstellung von Sägeblättern verwendet wird. Die Zähne werden in den Schneidstahlstreifen 13 geschnitten. Zn diesem Falle erreichen die Einschweifungen nicht die Verbindung 16 zwischen den Streifen, und der Körper weist sowohl den Schnittstreifen als auch einen Teil des Schneidstahlstreifens auf.

Als spezielles Beispiel bei der Praxis der Erfindung wur-

2 den zwei Stangen mit einem Querschnitt von 100 mm und

13 mit einer Länge von 1 m aus Stahl Ή gemäß Tabelle II in vertikaler Richtung zwischen zwei Seiten parallel in einem Abstand von 30 mm angebracht. Beim Boden wurde der Raum durch eine gewöhnliche Stahlplatte verschlossen. Mit einem gewöhnlichen Elektroschlackeschweißgerät wurden zwei Drähte aus Stahl mit Zusammensetzung C 0,97t Si O₈20, Mn 0,27, Cr 3_S93₉ Mo 6,1, ¥ 8,21, und V 2,14 zwischen das Bad abgeschmolzen· Die Seiten des Raumes waren durch

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wassergekühlte Kupferwände abgeschlossen· Der Strom der Elektroden und die Kühlung der Einrichtung wurden so gesteuert, daß die Abformung, die etwa 30 $ vom Stangenmaterial und die sich ergebende Zusammensetzung des Mittelabschnittes des erzeugten Barrens enthielt, eine Zusammensetzung entsprechend M2 in Tabelle I hatte.

Der Barren wurde in einer Richtung quer zu seiner kleinsten Dicke gewalzt· Auf diese Veise wurde ein 3 mm dickes und 100 mm breites Band erzeugt, dessen Mittelteil 20 mm breit war und aus Schnellschneidestahl bestand. Nach dem Anlassen wurde das Band kalt auf eine Dicke von 2 mm gewalzt· Nach einem weiteren Anlassen wurde das Band in zwei Bänder aus Sägeblattwerkstoff aufgeschlitzt, welches nach dem Abgraten 40 mm breit war und einen 9 nra» Schneidstahlstreifen aufwies·

Bei der Verwendung dieses Bandes zur Herstellung von Metallsägeblättern wurien die Blätter vom Band gestanzt und die Zähne durch eine Schneidvorrichtung gefräst» Das Blatt, wurde auf 1220 C erwärmt und im Salzbad abgeschreckt und getempert« Die erreichte Härte der Zähne betrug 65 Rockwell C und die Härte des Stützstreifens betrug 55 Rockwell C·

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Claims

Patentansprüche

1.1 Sägeblattwerkstoff mit einem zusammengesetzten Band, dadurch gekennzeichnet, daß das Band besteht aus (1) einem flexiblen Stutζstreifen aus Stahl, der die notwendigen Eigenschaften besitzt, um Stoßen zu widerstehen

zu haben und einen guten Widerstand gegen Ermüdungsfehlei^ und

(2) einem Zahnstreifen aus Schneidstahl, wobei die Streifen eine unterschiedslose Länge aufweisen, gleichmäßige Dicke haben und permanent entlang einer Kante mit einer geraden, dünnen, intermetallischen Verbindung zusammengebunden sind, welche sich quer zur Kante erstreckt und eine hervorragend feine maserige Struktur hat , die durch die Größenverkleinerung durch die Wärmebehandlung erhalten ist.

2, Verfahren zur Herstellung des Sägeblattwerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (1) zwei planparallele Platten aus Stahl, die für den Stützstreifen gedacht sind, vertikal in derselben Ebene im engen Abstand zwischen zwei parallelen vertikalen Kanten angeordnet werden, wobei der Raum zwischen den Platten am Boden und an den Seiten verschlossen ist, (2) daß eine Schmelze aus Schneidstahl, der für den Zahnstreifen gedacht ist, im Raum zwischen den Platten gebildet wird; (3) daß die Schmelze zu einer Form verfestigt wird, welche die Platten verbindet und einen aus drei parallelen Teilen be-

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stehenden Barren bildet; (4) daß der Barren in einer Richtung parallel zu den Verbindungen zwischen den drei Teilen zu einem Band wärme- und kältebehandelt wird, welches eine Dicke entsprechend der Dicke des beabsichtigten Sägeblattes aufweist, aber mindestens eine doppelte Breite hat; und (5) daß das Band entlang der Hittellinie des Mittelteils aus Senneidstahl aufgeschlitzt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in dem Raum durch Zufuhr von Tropfen geschmolzenen Stahls mit einer Zusammensetzung gebildet wird, die nach, dem Vermischen mit einem gesteuerten Betrag des Stahls der planparallelen Platten, die durch die in den Raim eingeführte Wärme geschmolzen sind, den beabsichtigten Schneidstahl ergibt.

4. Verfahren nach. Anspruch. 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des geschmolzenen Stahles aus den planparallelen Platten, der in die Schmelze eingemischt ist, 20 bis hO $, vorzugsweise 30 $ der durch die Tropfen eingeführten Stahlmenge beträgt.

5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schmelzstahltropfen durch. Elektroschweißea aus Elektroden gebildet sind, die in den Raum zwischen den planparallelen Platten eingeführt werden.

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6. VerfaJiren nach. Anspruch 5 j dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze, die geschmolzenen Tropfen und die Elektrodenköpfe gegen Luft abgeschirmt sind.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Luft durch die Einführung eines inerten Gases in den Raum verhindert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine raffinierende Schlacke (Garschlacke) zu dem geschmolzenen Stahl zugegeben wird.

9· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, ' daß die Zufuhr von ^uft durch eine geschmolzene Schlacke verhindert ist.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den planparallelen Platten an den Seiten durch wassergekühlte Ummantelungen abgeschlossen ist, die entfernt werden, wenn die Schmelze verfestigt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den zwei planparallelen Platten am Boden und an den Seiten durch metallisches Material abgeschlossen 1st, welches an die Schmelze gebunden ist, wenn sie verfestigt wird, und entfernt wird» bevor der Barren wärmebehandelt wird»

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