BR112016011712B1

BR112016011712B1 - Método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, material primário plano para uma ferramenta de usinagem, e, ferramenta de usinagem

Info

Publication number: BR112016011712B1
Application number: BR112016011712-3A
Authority: BR
Inventors: Leander Ahorner; Gerhard Mayrhofer; Markus NESWADBA
Original assignee: Voestalpine Precision Strip Gmbh
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2023-03-07
Also published as: MX2016006695A; RU2694861C1; EP3074166A1; US10118258B2; BR112016011712A2; EP2875890A1; US20170157713A1; CN106413960B; KR20160111912A; RU2016125309A; EP3074166B1; JP2017507793A; CN106413960A; WO2015075265A1; JP6360188B2

Abstract

MÉTODO PARA PRODUZIR UM MATERIAL PRIMÁRIO PARA UMA FERRAMENTA DE USINAGEM, MATERIAL PRIMÁRIO PLANO PARA UMA FERRAMENTA DE USINAGEM, E, FERRAMENTA DE USINAGEM. A invenção se refere a um método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, em particular um material primário para uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração ou uma lâmina, em que um primeiro suporte plano (10) é arranjado com uma aresta (11) do mesmo ao longo de uma aresta (12) de um segundo suporte plano (13), em que o primeiro e o segundo suportes (10, 13) são soldados ao longo das arestas (11, 12) fornecendo pelo menos um primeiro material de corte particulado (19, 19a), e o primeiro e o segundo suportes (10, 13) são separados outra vez substancialmente ao longo da junta soldada (24) formada na maneira mencionada acima. A invenção também se refere a um material primário plano correspondente.

Description

[001] A presente invenção se refere a um método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, em particular um material primário como componente inicial para produzir uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração ou uma lâmina, por exemplo, uma lâmina de decapagem. A invenção também se refere a um material primário correspondente.

[002] Ferramentas de usinagem, como, por exemplo, serras de fita para trabalho de metais, devem atender a uma série de exigências a fim de serem economicamente usáveis. O material de fita deve ser flexível e elástico, deve não ser apenas capaz de absorver e resistir a tensões à tração às quais a fita de serra já é exposta antes de ser encaixada, mas deve ser também adicionalmente capaz de resistir às forças de flexão às quais a fita é submetida durante o processo de serragem e os correspondentes momentos de torção e tensões que a fita sofre durante a volta em torno de seu eixo geométrico longitudinal acima e abaixo da mesa de corte ou antes e depois do local de corte. Além disso, há cargas dinâmicas, que são causadas pelo engate dos dentes individuais no material a ser trabalhado, cargas não menos térmicas devido a temperaturas, que podem chegar a 600°C e mais na região dos dentes e em particular nas pontas dos dentes. Já que o resfriamento da fita faz com que esse calor seja removido, não só há esse carregamento térmico, mas também a formação de um gradiente de temperatura e as tensões térmicas associadas, que sobrepõem as tensões mecânicas e em particular as tensões dinâmicas.

[003] Visto que as exigências em relação à tenacidade e resistência à curvatura da fita de serra por um lado, e dureza a quente e resistência ao desgaste dos dentes de serra por outro lado só podem ser satisfeitas insuficientemente por um único material, por exemplo um metal ou liga de metal, as chamadas fitas bimetálicas ou folhas bimetálicas são usadas de preferência como o componente inicial ou material primário para ferramentas de usinagem de alto desempenho. Tais fitas ou folhas bimetálicas geralmente consistem em um suporte plano de um material de base, que tem a tenacidade necessária e resistência à flexão para a ferramenta de usinagem posterior, por exemplo de aços de baixa liga ou outro de aço carbono. Geralmente, um fio de um material de corte, que tem uma maior resistência ao desgaste e uma maior dureza a quente, é soldado sobre uma aresta estreita do suporte plano. Um fio da aresta de aço de aço de alta velocidade (HSS) é tipicamente usado como o material de corte.

[004] O fabricante da serra produz então a lâmina de serra ou fita de serra a partir do material primário. Para esse fim, o perfil de dente da lâmina de serra ou fita de serra posterior é moldado, por exemplo, fresado ou afiado, na aresta do suporte plano em que o fio de aço de alta velocidade soldado é localizado. Isso tem o efeito de criar dentes com uma região pontiaguda de aço de alta velocidade, enquanto o resto da lâmina ou fita de serra consiste em aço tenaz elástico do suporte plano. Dependendo do conjunto de exigências para a serra, os dentes podem consistir completamente em material de corte, mas de preferência apenas as pontas dos dentes consistem em material de corte, enquanto o pé dos dentes chega ao suporte plano e consequentemente consiste em material de base tenaz elástico.

[005] Entretanto, tal fita ou folha bimetálica convencionalmente produzida tem a desvantagem de que a modelagem do perfil do dente envolve uma perda considerável de material de corte, já que o material dos espaços entre os dentes não pode ser colocado para qualquer outro uso. Para resolver esse problema, propôs-se, por exemplo, neste pedido de patente internacional do requerente WO 2006/000256 A1 usar um material primário que consistem em dois suportes planos que são conectados um ao outro por meio de um fio de aresta de um aço de alta velocidade para produzir lâminas de serra ou fitas de serra. Por escolha adequada de uma linha de separação, este compósito pode ser separado de modo a produzir duas fitas bimetálicas das quais o perfil de aresta já corresponde aproximadamente ao perfil de dente da lâmina ou fita de serra posterior. Após separação, cada fita bimetálica é retrabalhada até a forma finalmente desejada do dente ser alcançada. Desse modo, a perda de material em termos de material de corte é menor.

[006] Um método similar é conhecido de WO 2006/005204 A1, onde da mesma forma uma fita bimetálica é usada, compreendendo uma tira de aço de alta velocidade que é soldada em cada um de ambos os lados com uma fita de base. É mencionado que o material primário bimetálico na forma de uma fita pode ser produzido em uma ampla variedade de modos, por exemplo por metalurgia dos pós ou fundição, sem, no entanto, entrar no processo de produção em mais detalhes.

[007] É conhecido de US 2.683.923 A soldar o suporte e o material de corte um ao outro junto com um número de fitas e então separá-los no meio do material de corte. Ali, tanto o material de corte quanto o material de base são materiais na forma de uma fita. Fio de soldagem pode ser adicionado como material adicional.

[008] Entretanto, os métodos descritos até então ainda têm a desvantagem de que o material de corte usado deve, por um lado, ser capaz de ser produzido na forma de fios de aresta e, por outro lado, deve ser capaz de ser soldado ao suporte plano. Essas pré-condições restringem consideravelmente a escolha de materiais tanto para o suporte plano quanto para as arestas de corte.

[009] Na patente US US 7.373.857 B2, é dada uma descrição de um método para produzir uma ferramenta de usinagem onde um material compósito plano de diferentes ligas de metal é usado da mesma forma. Nesse caso, um fio de material de corte é colocado em um corte de ranhura em um suporte plano e é embutido por pressão e tratamento térmico. Embora esse método tenha vantagens de custo, já que, por exemplo, fio circular pode ser usado em vez de fio de aresta, aqui também a escolha de material é restrita, já que, por um lado, o material de corte tem que ser na forma de fio e, por outro lado, nem toda combinação de material de corte e material do suporte plano permite uma conexão suficientemente estável dos dois materiais.

[010] EP 1 404 484 B1 descreve um método para produzir uma ferramenta de usinagem que consiste em um material de base na forma de uma fita ou folha, na aresta substancialmente vertical da qual uma região de corte é aplicada na forma de uma liga em pó e durante a aplicação é fundida por meio de um feixe de laser e solidificada na aresta. Com esse método, um número muito maior de materiais de corte está disponível, já que a pré- condição de que o material de corte possa ser produzido como fio de aresta ou fio circular não é mais aplicável. No entanto, a desvantagem de produzir a região de corte por metalurgia dos pós é que a velocidade alcançável do processo é menor do que ao soldar um fio de aresta.

[011] Em US 3.766.808 A, é dada uma descrição de um método para produzir uma fita bimetálica em que duas placas ou chapas de material de base e um material de corte em pó são conectados um ao outro por prensagem isostática a quente. O compósito produzido desse modo é subsequentemente rolado para formar uma fita bimetálica, que é separada ao longo da aresta de corte posterior. No entanto, esse método não pode ser realizado continuamente. Além disso, por conta das temperaturas e pressões necessariamente altas, a prensagem isostática a quente pode apenas ser realizada em um espaço evacuado. Por fim, a produção da fita bimetálica requer um alto grau de trabalho na placa por rolamento múltiplo e recozimento temporário, que aumenta os custos de produção.

[012] A presente invenção tem base, portanto, no problema técnico de prover um método de operação contínua para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem que pode ser realizado a baixo custo e com facilidade e permite o uso de uma grande variedade de materiais para o suporte plano e o material de corte. Além disso, um material primário correspondente para produzir uma ferramenta de usinagem deve ser provido.

[013] O problema técnico é resolvido pelo método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem de acordo com a presente reivindicação 1; desenvolvimentos vantajosos do método são as matérias das reivindicações dependentes.

[014] A invenção, por conseguinte, refere-se a um método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, em particular uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte ou uma faca de perfuração, em que um primeiro suporte plano é arranjado com uma de suas arestas ao longo de uma aresta de um segundo suporte plano, os primeiro e segundo suportes são soldados um ao outro ao longo das arestas enquanto fornecem pelo menos um material de corte particulado, em particular um material de corte na forma de pó, e os primeiro e segundo suportes são separados outra vez substancialmente ao longo da conexão soldada assim criada. Arranjar os dois suportes planos ao longo de suas arestas em relação um ao outro significa que os suportes planos são arranjados pelo menos aproximadamente paralelos um ao outro na região onde o material de corte particulado é fornecido. As arestas que ficam opostas uma à outra dos suportes planos podem, nesse caso, se tocar ou estar a uma certa distância predeterminada. A soldagem tem o efeito que uma zona de formação de ligas compreendendo o material de aresta dos suportes planos e o material de corte particulado é respectivamente criada na região de contato entre as arestas dos suportes planos e o material de corte particulado. No caso mais simples, a separação dos dois suportes planos pode ocorrer ao longo de uma linha de centro reta através da conexão soldada criada. Entretanto, a linha de separação não tem que seguir exclusivamente na conexão soldada, mas pode ter também uma forma mais complicada, e possivelmente também alcançar em parte o suporte plano, a fim de que a separação já produza um perfil de aresta que se aproxima à forma posterior desejada dos dentes. O método de acordo com a invenção pode operar continuamente, já que não só o material de corte em pó é fornecido continuamente, mas também o material de base na forma de uma fita, que é, por exemplo, desenrolado a partir de carreteis, atua como se fosse uma fita contínua.

[015] O método de acordo com a invenção tem inúmeras vantagens. Já que o material de corte é aplicado na forma de partículas, não há restrição na escolha do material de corte a materiais que podem ser produzidos como fio. Mesmo ao usar materiais que são, a princípio, obteníveis como fio, há uma grande vantagem de custo em usar um material particulado, em particular um material em pó, já que os custos envolvidos na produção do fio não são mais aplicáveis. Além disso, a limitação na velocidade do processo que produz a região de corte por metalurgia dos pós ocasiona é diminuída pelo fato que, com o método de acordo com a invenção, após separação da conexão soldada, duas fitas ou folhas bimetálicas que foram produzidas por uma única operação de soldagem são criadas. Efetivamente, a velocidade do processo é, portanto, dobrada em comparação com o método conhecido de EP 1 404 484 B1. A velocidade efetiva do processo pode ser aumentada ainda mais adicionando mais suportes planos e soldando-os enquanto, da mesma forma, fornece material de corte particulado, de modo a criar um compósito de múltiplas tiras de material de base que são conectadas uma à outra por meio de tiras de material de corte arranjadas entre as mesmas. Em contraste com o método conhecido de US 3.766.808 A, o método de acordo com a invenção opera continuamente e não tem quaisquer exigências especiais para o espaço de produção em termos de temperaturas, pressões ou evacuabilidade.

[016] Os dois suportes planos podem encostar um contra o outro com suas arestas e o material de corte pode ser aplicado à região de conexão dos dois suportes. Preferivelmente, entretanto, os primeiro e segundo suportes planos são arranjados em relação um ao outro de tal modo que pelo menos um rebaixo é formado entre os primeiro e segundo suportes, o pelo menos um material de corte sendo alimentado no rebaixo. Assim, após os dois suportes serem separados ao longo da conexão soldada, uma região de aresta que então consiste apenas em material de corte é criada, de modo que pontas de dente que, do mesmo modo, consistem apenas em material de corte, podem ser modeladas durante o processamento adicional posterior.

[017] Os suportes planos podem ser de qualquer forma desejada que é adequada para criar uma ferramenta de usinagem como uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte ou uma faca de perfuração ou uma lâmina durante o processamento adicional posterior. Com preferência particular, entretanto, no método de acordo com a invenção os suportes planos são providos na forma de fitas de metal ou uma liga de metal, em particular fitas contínuas, que são, por exemplo, desenroladas de um carretel e fornecidos para um dispositivo de soldagem.

[018] De preferência, portanto, os primeiro e segundo suportes planos na forma de fitas são arranjados a uma distância um do outro, de modo que arestas que ficam opostas uma à outra dos primeiro e segundo suportes planos definem o rebaixo no qual o material de corte particulado é então alimentado.

[019] A aresta do primeiro suporte plano e/ou a aresta do segundo suporte plano pode também ser pré-trabalhada e ter uma ampla variedade de formas, que então, por fim, determina o perfil em seção transversal da região de corte após a conexão ser separada. Por exemplo, as arestas de portadores planos podem ser chanfradas ou definir subporções côncavas do rebaixo para introduzir o material de corte. No caso de arestas trabalhadas, as arestas não têm que estar a uma distância uma da outra, mas podem também encostar uma contra a outra, já que depressões adequadas para formar os rebaixos para fornecer o material de corte particulado já foram introduzidas pelo pré- trabalho.

[020] Os primeiro e segundo suportes podem ser soldados um ao outro em uma ampla variedade de modos, por exemplo, em que, na região da(s) aresta(s), o primeiro e/ou o segundo suporte plano e/ou o primeiro material de corte particulado é/são pelo menos parcialmente fundidos e o compósito de material fundido é deixado solidificar pelo menos parcialmente. Tipicamente, pelo menos um dos materiais envolvidos, por exemplo, a região de aresta do primeiro suporte e/ou a região de aresta do segundo suporte plano, é fundido, de modo que, durante solidificação, um compósito de material é criado a partir dos primeiro e segundo suportes na região de aresta e o material de corte particulado fornecido. O material de corte propriamente dito pode, do mesmo modo, se fundir, mas pode também se tornar incorporado como substância de corte particulada na região de soldagem. A matriz em que o material de corte particulado se torna incorporada pode ser um material que é fornecido junto com o material de corte particulado e o próprio se funde quando energia é aplicada. Alternativamente, a região periférica do primeiro e/ou segundo suporte ou uma região mista dos primeiro e segundo suportes pode servir como uma matriz para um material de corte particulado não fundível. Usado com preferência, no entanto, é um material de corte particulado que se funde durante a soldagem dos primeiro e segundo suportes e estabelece a conexão soldada entre os primeiro e segundo suportes, em particular quando os primeiro e segundo suportes são arranjados a uma distância um do outro.

[021] Como uma etapa final do método de acordo com a invenção, inúmeros métodos de separação que são conhecidos da técnica anterior, como corte, corte por interstício, perfuração, corte a laser, corte a jato de água ou similares, podem ser usados para separar a conexão soldada então estabelecida.

[022] Os primeiro e segundo suportes planos preferivelmente consistem em um corpo principal de um material de base, por exemplo um metal ou uma liga de metal, por exemplo um aço de ferramenta de baixa liga. Então, com o método de acordo com a invenção, uma região de corte de alta resistência correspondente é criada nas arestas de dois suportes planos fornecendo o material de corte particulado.

[023] Os primeiro e segundo suportes planos que são usados no método de acordo com a invenção podem, no entanto, já ter em cada caso, além do corpo principal do material de base usual, uma região de aresta que consiste em um material de corte adicional. Tais suportes planos podem ter sido produzidos com antecedência pelo método de acordo com a invenção ou são fitas bimetálicas que foram produzidas por um método conhecido da técnica anterior, por exemplo, por soldagem de um fio de aresta do segundo material de corte sobre o corpo principal do material de base. Consequentemente, uma região adicional do primeiro material de corte é adicionada ao material de corte adicional pelo método de acordo com a invenção, de modo a produzir uma fita de múltiplas camadas. Os primeiro e segundo materiais de corte são preferivelmente materiais diferentes.

[024] Alternativamente ou em adição, antes de separar o compósito compreendendo os primeiro e segundo suportes e o primeiro material de corte, pelo menos um segundo material de corte particulado pode ser fornecido e fundido, a fim de desse modo produzir um material compósito de duas ou três camadas. Esse processo pode também ser continuado em múltiplos estágios com materiais de corte particulados adicionais, a fim de produzir um material compósito de múltiplas camadas.

[025] O primeiro material de corte particulado e possivelmente o segundo material de corte particulado ou os materiais de corte particulados adicionais são preferivelmente fornecidos na forma de um pó, grânulos, uma pasta ou um fio de preenchimento. No caso de um fio de preenchimento, o material de corte particulado na forma de um pó, grânulos ou uma pasta é localizado dentro de um fio tubular. O fio propriamente dito pode consistir, por exemplo, no material do suporte. É, entretanto, particularmente preferido que seja fornecido na forma de um pó.

[026] O material de corte particulado pode ser fornecido em uma ampla variedade de modos. Se o material de corte particulado está na forma de pó ou uma pasta, pode ser fornecido por meio de um bocal, por exemplo um bocal anular ou um bocal de fenda. Se o material de corte particulado está na forma de um fio de preenchimento, pode ser fornecido, por exemplo, por um carretel de armazenamento.

[027] Os materiais de corte usados contêm preferivelmente metais e/ou ligas de metal, por exemplo, metais ou ligas de metal que se fundem durante o processo de soldagem, como por exemplo aço de alta velocidade (HSS).

[028] Todos os materiais de HSS comuns que já são usados como fio para bimetal para lâminas de serra ou fitas de serra podem, por exemplo, ser usados como materiais de corte particulado (a título de exemplo, S 2-10-1-8 (M42, 1,3247) ou S 6-5-2 (M2, 1,3343)). Além disso, todos os outros materiais de HSS que não estão disponíveis como fio podem também ser usados no método de acordo com a invenção. Aqui, a composição de liga pode ir na direção de 0,5 a 2,5% de C, 0,1 a 1,0% de Si, 0,1 a 0,7% de Mn, 3,0 a 6,0% de Cr, 2,0 a 11% de Mo, até 6,5% de V, até 15% de W, a 15% de Co. Além disso, elementos formadores de carboneto como Nb e Ti podem ser adicionados, com um teor percentual de 5%.

[029] Alternativamente ou adicionalmente, os materiais de corte podem também conter materiais duros metálicos. Materiais duros metálicos são boretos, carbonetos, silicietos e nitretos de metais de transição de alta fusão, ou óxidos em combinação com constituintes microestruturais trabalháveis, isto é, uma matriz em que os materiais metálicos são incorporados. Materiais duros metálicos incluem, por exemplo, TiC, TaC, WC, TiB2, MoSi2, Al2O3, SiO2, dos quais soluções sólidas (por exemplo, TiC- WC, Mo2C-TiC), carbonetos duplos ou carbonetos complexos (por exemplo, Co3W3C, Ni3W3C) e compostos intermetálicos podem ser derivados. Adicionalmente, misturas de materiais de HSS com materiais duros metálicos também são considerados. Novas substâncias de corte obtidas por formação de ligas são similarmente concebíveis. Os sistemas ternários Fe-Co-Mo e Fe- Co-W e o sistema quaternário que pode ser derivado do mesmo Fe-Co-Mo-W também são considerados como material de corte. Esses sistemas podem formar precipitados muito finos no curso de endurecimento da precipitação, que leva a um enorme aumento na dureza. No estado recozido em solução, tais ligas são correspondentemente macias e podem também ser trabalhadas a frio. Constituintes de liga usuais de tais ligas de endurecimento da precipitação estão na faixa de 23 a 25% de Co e uma combinação de W + Mo/2 de 10 a 31%. Fe e impurezas induzidas por fundição formam o restante.

[030] No método de acordo com a invenção, todos os materiais de apoio comuns são considerados como materiais de base. Por exemplo, aços de baixa liga usuais, que têm grande tenacidade e resistência à fadiga, podem ser usados. Suportes planos adequados têm, por exemplo, uma composição química na faixa de 0,2 a 0,6% de C, 0,1 a 1,0% de Si, 0,3 a 2,0% de Mn, 0,5 a 7,0% de Cr, 0,1 a 2,6% de Mo, até 0,6% de V e até 5,0% de W. Pequenas adições de Nb e Ti na faixa de até 0,5% no total podem ser misturadas para refinamento de grão. Ferro e impurezas induzidas por fundição formam o restante. Aço carbono com 0,50 a 1,50% de C, até 1,5% de Si e até 1,5% de Mn pode ser usado como o material de base.

[031] Os primeiro e segundo suportes são soldados um ao outro aquecendo a região de conexão e fornecendo energia adequadamente, se possível enquanto aplicando pressão. A energia é fornecida, por exemplo, por meio de um dispositivo de soldagem. O fornecimento de energia deve ser suficiente para fundir pelo menos um dos materiais envolvidos. Preferivelmente, os primeiro e segundo suportes são soldados um ao outro fornecendo energia por meio de um ou mais lasers. No entanto, a energia pode também ser fornecida de algum outro modo, por exemplo, por feixes de elétron. Em particular, quando o material de corte particulado é fornecido na forma de uma pasta ou fio de preenchimento, qualquer outro dispositivo de soldagem convencional, por exemplo, um dispositivo de soldagem a arco ou de gás inerte ou um dispositivo de soldagem por resistência, pode também ser usado.

[032] Dependendo do uso pretendido posterior, o material de corte particulado pode apenas ser fornecido em um lado dos suportes planos. Preferivelmente, no entanto, o material de corte plano é aplicado em ambos os lados dos suportes planos, isto é, no lado superior e no lado inferior dos suportes planos. Isso pode ocorrer simultânea ou sucessivamente, por exemplo, os suportes planos podem ser arranjados verticalmente na região do dispositivo de soldagem e o material de corte particulado fornecido simultaneamente de ambos os lados. No caso de um arranjo horizontal dos suportes planos na região de soldagem, os dois suportes planos podem ser guiados sobre um rolo de deflexão após aplicação do material de corte particulado no lado superior, de modo que em uma região compacta da linha de processo, o lado inferior dos suportes é direcionado verticalmente e pronto para que o material de corte seja aplicado. Em particular, se os suportes planos assumem a forma de fitas, é, por exemplo, também concebível girar as duas fitas através de um ângulo de 180° após aplicar o material de corte particulado no lado superior sobre um certo comprimento de funcionamento da fita, de modo que um pouco mais a jusante o lado inferior original dos suportes é verticalmente direcionado.

[033] A invenção também se refere a um material primário plano para produzir uma ferramenta de usinagem, em particular uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte ou uma faca de perfuração, que é obtenível pelo método descrito acima.

[034] De acordo com uma primeira variante, o material primário plano de acordo com a invenção compreende um suporte plano, que tem um corpo principal de um material de base, e uma região de corte de pelo menos um primeiro material de corte, o suporte plano e a região de corte sendo conectados um ao outro por meio de uma primeira zona de formação de ligas. Pelo método de acordo com a invenção, o primeiro material de corte é aplicado na forma de partículas ao suporte plano de tal modo que a região de corte criada e o suporte plano se sobrepõem sobre um comprimento em seção transversal que fica na faixa de 0,2 a 3 vezes a largura em seção transversal do suporte plano. Preferivelmente, a região de corte criada e o suporte plano se sobrepõem sobre um comprimento em seção transversal que fica na faixa de 0,5 a 1,5 vezes a largura em seção transversal do suporte plano. Em contraste com uma fita bimetálica convencional produzida a partir de fio de aresta, não há, portanto, altura definida na seção transversal do material primário de acordo com a invenção em que o suporte plano passa por cima da região de aresta que é criada a partir do material de corte originalmente fornecido na forma de partículas. Em vez disso, por exemplo, o suporte plano alcança mais a região de aresta no interior do material primário plano do que na região externa do lado superior e/ou do lado inferior. Dependendo da forma da aresta do suporte plano original, o suporte plano pode também alcançar mais na região de aresta do material de corte no lado superior e/ou lado inferior do que no interior.

[035] O suporte plano pode consistir em um corpo principal do material de base. Alternativamente, o suporte plano pode compreender um corpo principal do material de base e uma região de aresta do pelo menos um material de corte adicional, de modo que com o método de acordo com a invenção um material primário de múltiplas camadas é criado. Assim, por exemplo, uma fita bimetálica que foi produzida por um método conhecido da técnica anterior pode ser usado para exemplo como o suporte plano.

[036] De acordo com uma variante do material primário de múltiplas camadas, o material primário plano de acordo com a invenção compreende um suporte plano, que tem um corpo principal de um material de base, e uma região de corte de pelo menos um material de corte, a região de corte tendo pelo menos uma região canto a canto de um outro material de corte. Essa variante do material primário é distinguida pelo fato de que a região de canto e a região de corte são conectadas uma à outra por meio de uma zona de formação de ligas. Isso permite que os dentes sejam adicionalmente otimizados, em que, por exemplo, cantos com uma resistência ao desgaste e, em particular resistência a corte particularmente grande podem ser produzidos, enquanto a região intermediária do dente tem uma tenacidade e resistência à flexão maiores do que os cantos, mas ao mesmo tempo ainda uma resistência ao desgaste maior que o material do corpo principal. O outro material de corte para a região de canto é, nesse caso, fornecido pelo método de acordo com a invenção. A região de corte compreendendo pelo menos um material de corte pode ter sido produzida pelo método de acordo com a invenção de um primeiro material de corte particulado ou pode consistir em um material de corte adicional, que foi, por exemplo, soldada sobre o corpo principal como fio de aresta. Consequentemente, aqui também o suporte plano pode também consistir em um corpo principal do material de base ou adicionalmente compreender uma região de aresta de pelo menos um material de corte adicional.

[037] Com preferência particular, o material primário plano de acordo com a invenção é uma fita. Pelo método de acordo com a invenção, tal fita pode ser enrolada na forma de uma bobina para processamento adicional e ser entregue, por exemplo, para um fabricante de serra.

[038] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com referência aos desenhos anexos.

[039] Nos desenhos: a figura 1 mostra uma representação esquemática do fornecimento do material de corte particulado e a soldagem dos dois suportes planos no método de acordo com a invenção; a figura 2 mostra uma variante da figura 1 em que dois materiais de corte particulados são fornecidos; a figura 3 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 1 após a conexão soldada ter sido estabelecida; a figura 4 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 3 após o achatamento da conexão soldada; a figura 5 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 4 após a separação da conexão soldada; a figura 6 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 2 após o achatamento e separação da conexão soldada; a figura 7 mostra uma variante da figura 3 com dois materiais de corte; a figura 8 mostra a variante da figura 6 após o achatamento da conexão soldada; a figura 9 mostra a variante das figuras 6 e 7 após a separação da conexão soldada; a figura 10 mostra uma variante adicional do material primário de acordo com a invenção após a soldagem; a figura 11 mostra o material primário da figura 9 após o achatamento da conexão soldada; a figura 12 mostra o material primário da figura 10 após a separação da conexão soldada; a figura 13 mostra uma variante adicional do material preliminar da figura 11; as figuras 14 a 24 mostram variantes das arestas pré- trabalhadas dos suportes planos usados no método de acordo com a invenção.

[040] Na figura 1, uma primeira modalidade do método de acordo com a invenção para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, por exemplo um material primário para uma lâmina de serra, uma fita de serra ou uma linha de corte, é esquematicamente mostrada a título de exemplo. Um primeiro suporte plano 10 pode ser visto, que é arranjado com sua aresta 11 a uma certa distância de e ao longo da aresta 12 de um segundo suporte plano 13. Para prover uma visão geral melhor, no exemplo mostrado os suportes planos são mostrados como porções curtas. Preferivelmente, no entanto, são fitas contínuas, que são, por exemplo, desenroladas de carretéis, que são, do mesmo modo, não mostrados aqui. No exemplo mostrado, as arestas 11 e 12 são respectivamente chanfradas no lado superior e no lado inferior. Entre as duas bases 10, 13, um rebaixo superior 15 é formado no lado superior 14 e um rebaixo inferior 17 é formado no lado inferior 16. Por meio de uma cabeça de soldagem 18 de um dispositivo de soldagem que não é adicionalmente mostrado, um primeiro material de corte particulado 19 é introduzido no rebaixo 15 e fundido por meio de um feixe de laser 20, de modo que o primeiro suporte 10 e o segundo suporte 13 podem ser soldados um ao outro. No exemplo mostrado, a cabeça de soldagem 18 do dispositivo de soldagem tem, para esse fim, um bocal anular 21, ao qual o material de corte particulado 19 é fornecido por meio de linhas 22, 23. No entanto, qualquer outro tipo de bocal pode também ser usado. O bocal anular 21 mostrado produz um jato cônico do material de corte particulado 19, que é direcionado sobre o rebaixo superior 15. O feixe de laser 20 é feito para passar através do centro da cabeça de soldagem 18 e do centro do jato cônico do material de corte 19 e é concentrado sobre uma região em que o material de corte entra no recesso 15. Nessa região, o processo de soldagem ocorre. Dependendo dos materiais usados, o material de corte 19 e/ou material de matriz fornecido junto com o material de corte e/ou o material de base na região de aresta 11, 12 dos suportes planos 10, 13 são pelo menos parcialmente fundidos, de modo que uma conexão soldada 24 é criada.

[041] Os suportes planos, isto é, no exemplo mostrado as fitas contínuas, são movidos sob a cabeça de soldagem 18 estacionária ao longo da seta 25.

[042] No caso da modalidade mostrada na figura 1, os suportes planos 10, 13 tem meramente em cada caso um corpo principal 26, 27 do material de base, de modo que a região de corte posterior é meramente formada pelo material de corte 19 fornecido como pó.

[043] A figura 2 mostra uma variante da modalidade da figura 1. Elementos que correspondem aos elementos já descritos em conjunto com a figura 1 são designados pelos mesmos numerais de referência. Na variante da figura 2, várias modificações da modalidade da figura 1 são mostradas. No entanto, a invenção não é restrita à combinação dessas modificações que é mostrada, mas em vez disso quaisquer das modificações descritas abaixo podem ser realizadas individualmente ou em qualquer combinação desejada de um número de modificações. Assim, na variante da figura 2, suportes planos 10, 13 que não só têm em cada caso um corpo principal 26, 27 do material de base, mas também uma região de aresta 11, 12 de um material de corte adicional 28, 29 são usados. Os suportes planos 10, 13 da figura 2 podem ser, por exemplo, fitas bimetálicas convencionais. Além disso, os suportes planos 10, 13 não têm arestas chanfradas como na figura 1, mas arestas retas 11, 12. Os dois suportes planos 10, 13 são novamente arranjados a uma distância, de modo que o rebaixo superior 15 e o rebaixo inferior 17 juntos formam um interstício contínuo 30 entre os suportes. Finalmente, na variante da figura 2, duas cabeças de soldagem 18a, 18b arranjadas uma atrás da outra são usadas em vez de uma cabeça de soldagem 18. Por analogia com o procedimento da figura 1, a cabeça de soldagem 18a guia um primeiro material de corte 19a para o rebaixo superior 15 e produz uma conexão soldada 24. Com o dispositivo de soldagem 18b, um material de corte adicional 19b pode ser aplicado para produzir uma região de corte de múltiplas camadas. Se nenhum material de corte adicional tem que ser aplicado, é também possível usar o dispositivo a laser do segundo dispositivo de soldagem 18b, ou uma fonte de calor similar, para tratar termicamente a conexão soldada 24, a fim de reduzir tensões na conexão soldada.

[044] Nas representações das figuras 1 e 2, o material de corte na forma de partículas é introduzido a partir do lado superior 14 no rebaixo superior 15. Dependendo da conformação do rebaixo, em particular se o rebaixo superior e o rebaixo inferior juntos formam um interstício reto 30, como na figura 2, e se o material de corte é, por exemplo, fornecido como um fio de preenchimento, um fornecimento de material de corte de um lado pode ser suficiente. Geralmente, no entanto, um fornecimento do material de corte do lado superior e do lado inferior dos suportes planos, simultânea ou sucessivamente, é preferido. Para um fornecimento que ocorre sucessivamente, o arranjo de suportes planos 10, 13 pode, por exemplo, ser guiado ou torcido sobre um rolo de deflexão (não mostrado), de modo que o lado inferior 16 mostrado nas figuras 1 e 2 é subsequentemente direcionado para cima e o lado superior 14 com a conexão soldada 24 já produzida é direcionada para baixo.

[045] Em particular se os dois suportes planos 10, 13 são arranjados a uma distância, é vantajoso se o rebaixo que não está sendo preenchido com material de corte no momento siga em um molde (não mostrado) que evita que o material de corte atravesse. O molde pode ser adaptado à forma do rebaixo.

[046] Não é necessário dizer que os suportes planos 10, 13 das figuras 1 e 2 podem também ser arranjados sem qualquer distância um do outro, isto é, de modo que as arestas 11, 12 encostem uma contra a outra.

[047] Na figura 3, o resultado do processo de soldagem da figura 1, isto é, para o caso onde os primeiro e segundo suportes foram arranjados a uma distância durante a soldagem, é mostrado. Pode ser visto que a conexão soldada 24, que consiste substancialmente no material de corte particulado 19 fornecido e fundido, se projeta além do lado superior ou lado inferior dos suportes planos 10, 13 na forma de uma elevação de solda. Em tal caso, a região da conexão soldada é preferivelmente também achatada, de modo que um compósito chato é obtido, como mostrado na figura 4. Antes ou como uma alternativa ao achatamento, a elevação de solda pode também possivelmente ser afiada. Em adição ou como uma alternativa ao achatamento, a conexão soldada 24 pode também ser trabalhada por meio de uma operação de achatamento. Desse modo, um material primário que pode ser processado em geometrias de dente especiais, por exemplo dentes trapezoidais, com menos esforço que os métodos conhecidos da técnica anterior, pode ser produzido.

[048] O suporte 10 é subsequentemente separado substancialmente ao longo da conexão soldada 24, por exemplo ao longo da linha de separação 31 mostrada na figura 4. Após a separação, e possivelmente etapas de trabalho adicionais, o material primário de acordo com a invenção é obtido na forma de dois suportes planos, vantajosamente fitas, com em cada caso uma região de aresta que consiste em um material de corte. O material primário de acordo com a invenção pode ser, por exemplo, duas fitas bimetálicas, que podem ser subsequentemente processadas em uma ferramenta de usinagem introduzindo dentes na região de aresta. No exemplo mostrado, a linha de separação 31 é uma linha de centro reta através da conexão soldada 24. No entanto, a linha de separação pode também ter uma forma mais complicada e por exemplo ser aproximada da forma posterior desejada dos dentes. A separação dos dois suportes planos é preferivelmente já executada durante a produção do material primário de acordo com a invenção, de modo que duas fitas com uma aresta de corte são criadas.

[049] Na figura 5, metade dos materiais primários de acordo com a invenção que é criada após o corte mostrado na figura 4 é mostrado em seção transversal. Pode ser visto primeiramente que, após o corte ao longo da linha 31 na figura 4, uma superfície de corte 32 foi criada na conexão soldada 24. O suporte plano 10 com o corpo principal 26 e a região de aresta original 11 do material de base é então circundado por uma região de corte 33 do material de corte 19 originalmente na forma de partículas. É característico do método de acordo com a invenção, em que o material de corte é aplicado na forma de pó à região de aresta dos suportes, que, em contraste com a soldagem de um fio de aresta de acordo com a técnica anterior, uma costura de solda/zona de formação de ligas horizontal não é criada na seção transversal da fita acabada onde o material de base e o material de corte passam um sobre o outro. Em vez disso, o material de corte alcança em torno da região de aresta do suporte plano, de modo que uma sobreposição da região de corte 33 e da região de aresta 11 do suporte plano 10 ocorre no lado superior 14 e/ou no lado inferior 16 ao longo da altura do material primário plano acabado, de modo que uma zona de formação de ligas 34 entre as regiões 33 tipicamente não segue horizontalmente. A região de corte 33 e a região de aresta 11 tipicamente se sobrepõem ao longo da altura da seção transversal sobre um comprimento l, que corresponde aproximadamente a 0,2 a 3 vezes a largura b do suporte plano na seção transversal. Desse modo, uma aresta de corte particularmente estável é provida.

[050] A figura 6 mostra uma vista correspondente à vista da figura 5 de um material primário de acordo com a invenção que é obtenível pelo método da figura 2. Em comparação com a figura 5, a estrutura de múltiplas camadas da região de corte do material primário de acordo com a invenção pode ser claramente vista. Como o suporte plano 10 já tem originalmente um corpo principal 26 do material de base e uma região de aresta 11 de um material de corte adicional 28, a primeira região de corte 33 do material de corte 19a, aplicado pelo método de acordo com a invenção, já representa a segunda camada do material de corte. A primeira zona de formação de ligas 34 produzida pelo método de acordo com a invenção, por conseguinte, segue entre o material de corte 28 do suporte plano 10 e a região de corte 33 do material de corte soldado 19a. Pode ser visto que, embora as arestas do material de corte 28 fossem originalmente retas, como mostrado na figura 2, há, no entanto, novamente uma sobreposição do suporte 10 do material de corte 28 e a região de corte 33 do material de corte 19a ao longo de um comprimento l. Essa sobreposição ocorre no caso de uma aresta reta principalmente devido à pulverização e fusão do material de corte 19a e o subsequente achatamento da conexão soldada 24 que se projeta além do lado superior 14 do suporte plano. Assim, de acordo com a figura 2, um segundo material de base 19b na forma de partículas, com uma resistência ao desgaste maior do que o material de base 19a, foi aplicado centralmente à conexão soldada 24, o material primário acabado da figura 6 tem uma região de canto adicionalmente reforçada 35 desse segundo material de base 19b. Entre a região de canto 35 e a região de corte 33 segue uma segunda zona de formação de ligas 36.

[051] Mostrada nas figuras 7 a 9 é uma variante adicional de uma estrutura de múltiplas camadas da região de corte, como pode ser produzido, por exemplo, novamente com o dispositivo de soldagem de dois estágios da figura 2. A variante das figuras 7 a 9 difere da variante mostrada nas figuras 2 e 6 meramente no que os suportes planos 10, 12 não têm uma região de corte de um material de corte adicional 28, 29, mas em cada caso apenas compreendem um corpo principal 26, 27 de material de base. Além disso, no caso da variante das figuras 7 a 9, as regiões de aresta 11, 12 dos suportes planos 10, 13 são chanfradas em vez de retas, como nas figuras 2 e 6. Na figura 7, a conexão soldada 24 antes do rolamento é mostrada. Pode ser visto que a região de conexão entre os dois suportes planos 10, 13 novamente compreende uma primeira região de corte 33 do primeiro material de corte 19a. Novamente, a região de canto posterior 35 do segundo material de corte 19b foi aplicada centralmente à primeira região de corte 33. Após o achatamento da conexão soldada (cf. figura 8) e a separação da conexão soldada 24 ao longo da linha de corte 21, dois materiais primários de acordo com a invenção são criados, um dos quais é mostrado a título de exemplo na figura 9. O material primário novamente tem um suporte plano 10, aqui ambos o corpo principal 26 e a região de aresta 11 consistem em material de base. Contígua ao mesmo, conectada por meio de uma zona de formação de ligas 34, há então a região de corte 33, aplicada pelo método de acordo com a invenção, do primeiro material de corte 33, que tem uma superfície de corte 32. Além da região de corte 33, a variante da figura 9 tem uma região de canto 35 que consiste no segundo material de corte 19b, de modo que, por escolha apropriada de material, pode-se garantir, por exemplo, que os cantos de corte dos dentes de uma lâmina de serra ou fita de serra que são modelados a partir do material primário da figura 9 têm uma resistência particularmente grande. A região de corte 33 e a região de canto 35 são conectadas uma à outra por meio de uma segunda zona de formação de ligas 36.

[052] Nas figuras 10 a 13, uma variante adicional de uma estrutura de corte de múltiplas camadas é mostrada. No exemplo mostrado, duas camadas 37, 38 de um material de corte são separadas por uma camada 39 de um material com diferentes propriedades. Após o estabelecimento da conexão soldada (figura 10) e o achatamento (figura 11) e separação da conexão soldada, o material primário mostrado na figura 12 é criado. A fita correspondente pode ser usada diretamente para produção de perfis de dentes na região de corte. Ou de outro modo, como mostrado na figura 13, primeiro uma região mista 40, que pode ainda ser vista na figura 12 e pode conter uma proporção maior de material de base, em particular quando há uma pequena distância entre as arestas 11, 12 dos suportes planos 10, 13 e pode, portanto, ter uma dureza menor que as camadas do material de corte 37 e 38, pode ser recortada por meio de uma ranhura 41, por exemplo uma ranhura conformada em cunha (cf. figura 13). Desse modo, dentes com múltiplas arestas de corte podem ser produzidos durante o processamento adicional posterior.

[053] Nas figuras 14 a 24, uma ampla variedade de arranjos das fitas de base 10, 13 e a forma de suas arestas possivelmente pré-trabalhadas 11, 12 são mostradas.

[054] Na figura 14, os dois suportes planos 10, 13 são arranjados a uma distância e as arestas 11, 12 são não trabalhadas, de modo que o rebaixo superior 15 e o rebaixo inferior 17 formam um interstício contínuo 30 entre os suportes 10, 13, como na figura 2. Na figura 15, as fitas de base correspondentes 10, 13 são arranjadas, mas uma fita de base adicional 42 é provida, de modo que um rebaixo adicional 43, ao qual material de corte pode, do mesmo modo, ser fornecido, é definido entre a segunda fita de base 13 e a fita de base adicional 42. Desse modo, por exemplo, quatro materiais primários na forma de fitas podem ser produzidos simultaneamente, o que aumenta a velocidade do processo. Não é necessário dizer que a paralelização pode ser aumentada adicionalmente por fitas de base adicionais.

[055] As figuras 16, 17 e 18 mostram variantes dos suportes planos 10, 13, em que as arestas 11, 12 têm diferentes chanfros 44, 45, 46. Além disso, os suportes 10, 13 podem ser arranjados encostando um contra o outro, como nas figuras 16 e 17, ou a uma distância um do outro, como na figura 18.

[056] Nas figuras 19 a 21, as arestas 11, 12 dos suportes planos 10, 13 são providas com depressões simétricas 47, 48, 49, que no caso dos suportes sendo arranjados adjacentes um ao outro (a uma distância como na figura 21 ou sem uma distância como nas figuras 19 ou 20), formam os correspondentes rebaixos superior e inferior 15, 17 para a introdução do material de corte.

[057] Enquanto nas variantes das figuras 16 a 21 os chanfros ou depressões nas arestas dos suportes planos 10, 13 são formados simetricamente no lado superior 14 ou no lado inferior 16 dos suportes planos 10, 13, variantes com uma configuração assimétrica de um chanfro 50 ou depressões 51, 52 são mostradas nas figuras 22 a 24. Nos casos mostrados, as arestas são pré-trabalhadas de modo que apenas rebaixos superiores 15 são criados. Em tais casos, pode ser suficiente se material de corte for suprido apenas no lado superior 14.

Claims

1. Método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, em particular um material primário para uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração ou uma lâmina, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: arranjar um primeiro suporte plano (10) arranjado com uma aresta (11) ao longo de uma aresta (12) de um segundo suporte plano (13) de maneira a formar pelo menos um rebaixo superior e pelo menos um rebaixo inferior entre o primeiro e o segundo suportes planos (10, 13); soldar o primeiro e o segundo suportes planos (10, 13) ao longo das arestas (11, 12) enquanto aplica pelo menos um primeiro material de corte particulado (19, 19a) nos ditos rebaixos superior e inferior; e separar o primeiro e o segundo suportes (10, 13) outra vez essencialmente ao longo da junta soldada (24) formada neste.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo suportes planos (10, 13) são arranjados na forma de tiras.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a aresta (11) do primeiro suporte plano (10) e/ou a aresta (12) do segundo suporte plano (13) é/são pré-usinada(s).

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a soldagem do primeiro e do segundo suportes (10, 13) é realizada fundindo pelo menos parcialmente a região da(s) aresta(s) (11, 12) do primeiro e/ou do segundo suporte plano (10, 13) e/ou do primeiro material de corte particulado (19, 19a) e fazendo com que o material compósito fundido solidifique pelo menos parcialmente.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro suporte plano (10) e/ou o segundo suporte plano (13) compreende(m) um corpo de base feito de um material de suporte.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro suporte plano (10) e/ou o segundo suporte plano (13) compreende(m) uma região de aresta (11, 12) feita de um material de corte adicional (28).

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, antes de separar o compósito dos primeiro e segundo suportes (10, 13) e o primeiro material de corte (19a), pelo menos um segundo material de corte particulado (19b) é aplicado e fundido.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de corte particulado (19, 19a, 19b) é aplicado na forma de um pó, um granulado, uma pasta ou um arame tubular.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de corte compreende metais e/ou ligas de metal.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de corte compreende materiais duros metálicos.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo suportes (10, 13) são soldados um ao outro introduzindo energia por meio de um dispositivo de soldagem.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de corte particulado (19, 19a, 19b) é aplicado a ambos os lados (14, 16) do suporte plano (10, 13).

13. Material primário plano para uma ferramenta de usinagem, obtenível pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, compreendendo um suporte plano (10) tendo um corpo de base (26, 27) feito de um material de suporte e uma região de corte (33) feita de pelo menos um primeiro material de corte (19, 19a), em que o suporte plano (10) e a região de corte (33) são conectados por meio de uma primeira zona em liga (34), caracterizado pelo fato de que a região de corte (33) e o suporte plano (10) se sobrepõem em um comprimento transversal (l), que está na faixa de 0,2 a 3 vezes a largura transversal (b) do suporte plano (10).

14. Material primário plano para uma ferramenta de usinagem, obtenível pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, compreendendo um suporte plano (10) tendo um corpo de base (26) feito de um material de suporte e uma região de corte (33) feita de pelo menos um material de corte (19, 19a, 28), em que a região de corte (33) compreende uma região de canto (35) em pelo menos um canto que é feito de um material de corte diferente (19b), caracterizado pelo fato de que a região de canto (35) e a região de corte (33) são conectadas por meio de uma zona em liga (36).

15. Ferramenta de usinagem caracterizada pelo fato de compreender um material primário plano como definido em qualquer uma das reivindicações 13 ou 14.

16. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de usinagem é uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração ou uma lâmina.