BR112016011713B1 - Método para produzir um material primário para uma ferramenta de usinagem, material primário plano para produzir uma ferramenta de usinagem, e, ferramenta de usinagem - Google Patents

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 preliminar para uma ferramenta de usinagem, em particular um material preliminar para uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração, ou uma lâmina, em que pelo menos um primeiro material de corte particulado (16, 16a) é aplicado a um suporte plano (10), o primeiro material de aresta de corte particulado (16) é soldado ao suporte plano (10), e o suporte plano (10) é separado substancialmente ao longo da junta de solda (22, 27) assim produzida. A invenção se refere adicionalmente a um material preliminar 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 um componente de iniciação 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, tal como por exemplo serras de fita para trabalho com metal, devem cumprir uma série inteira de requerimentos a fim de serem economicamente úteis. O material de fita deve ser flexível e elástico, não deve apenas ser capaz de absorver e resistir tensões à tração a qual a fita de serra já está exposta antes de ser encaixada, mas deve também ser adicionalmente capaz de resistir as forças de flexão às quais a fita está sujeita durante o processo de serragem e correspondentes momentos de torção e tensões que a fita sofre durante a volta em torno do seu eixo geométrico longitudinal acima e abaixo da mesa de corte ou antes e após o local de corte. Além disso, existem cargas dinâmicas que são causadas pelo engate dos dentes individuais no material a ser trabalhado, não cargas menos térmicas devido às temperaturas que podem alcançar 600°C e mais na região dos dentes e em particular nas pontas dos dentes. Uma vez que o resfriamento da fita faz com que este aquecimento seja removido, não existe apenas este 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] Uma vez que os requerimentos 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, podem apenas ser insuficientemente satisfeitos por um único material, por exemplo um metal ou uma liga de metal, assim chamadas fitas bimetálicas ou folhas bimetálicas são usadas de preferência como o componente de iniciação ou material primário para ferramentas de usinagem de alto desempenho. Estas fitas bimetálicas ou folhas consistem geralmente em um suporte plano de um material de base, que tem a tenacidade necessária e tensão de flexão para a ferramenta de usinagem posterior, por exemplo de aços de baixa liga ou também de aço carbono. Geralmente, um fio de um material de corte, que tem uma maior resistência ao desgaste e uma maior dureza ao calor, é soldado em uma aresta estreita do suporte plano. Um fio da aresta do aço de alta velocidade (HSS) é tipicamente usado como o material de corte.

[004] O fabricado de serra então produz a lâmina de serra ou fita de serra a partir deste material primário. Para este fim, o perfil do dente da lâmina de serra posterior ou fita de serra é modelado, por exemplo fresado ou afiado, na aresta do suporte plano no qual o fio de aço soldado de alta velocidade está localizado. Isto tem o efeito de criar dentes com uma região pontuda de aço de alta velocidade, enquanto o resto da lâmina ou serra de dente consiste em aço elástico, tenaz do suporte plano. Dependendo do conjunto de requerimentos para a serra, os dentes devem consistir completamente em um material de corte, mas com preferência apenas as pontas dos dentes consistem em material de corte, enquanto o pé dos dentes alcança o suporte plano e, consequentemente, consiste em material de base elástico, tenaz.

[005] Entretanto, uma fita ou folha bimetálica convencionalmente produzida tem a desvantagem de que a modelagem do perfil do dente envolve uma perda considerável do material de corte, uma vez que o material dos espaços entre os dentes não pode ser colocado para qualquer outro uso. Para resolver este problema, foi proposto, por exemplo neste pedido de patente internacional WO 2006/000256 A1 do requerente para usar um material primário que consiste de dois suportes planos que estão 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 apropriada 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 do dente da lâmina ou fita de serra posterior. Após a separação, cada fita bimetálica é retrabalhada até que a forma final desejada dos dentes seja alcançada. Desta forma, a perda do material em termos do material de corte é baixa.

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

[007] Na patente dos EUA US 7,373,857 B2, é dada uma descrição de um método para produzir uma ferramenta de usinagem onde um material compósito do plano de ligas de metal diferentes é igualmente usado. Neste caso, um fio do material de corte é colocado em um corte de ranhura no suporte plano e está incorporado por tratamento por pressão e calor. Apesar deste método ter vantagens de custo, uma vez que, por exemplo, fio circular pode ser usado no lugar de fio de aresta, aqui a escolha do material é restrita, uma vez que, por um lado, o material de corte tem de estar 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. Um método similar também é descrito no pedido de patente dos EUA US 2004/016132 A1, em que um fio que forma posteriormente o elemento de aresta de uma fita bimetálica é incorporado em uma depressão de uma fita de base. É mencionado que o fio que forma posteriormente o elemento de aresta pode ser produzido a partir de um aço de alta velocidade, incluindo metais metalurgicamente produzidos por energia.

[008] No US 2,686,439 A existe uma descrição de um método para produzir uma ferramenta de corte na qual um material de corte em pó (metal duro) é introduzido em depressões de um material de base. O arranjo inteiro é blindado com um metal adicional e subsequentemente trazido na forma desejada. Então, o arranjo é aquecido acima da temperatura de sinterização do metal duro e qualquer revestimento de metal protetor é removido.

[009] No US 3,835,734 A existe uma descrição de um método na qual um aço de ferramenta em pó em uma forma pré-compactada é inserido em um recipiente de aço de liga baixa e é transformado em um corpo bimetálico por pressão a quente isostática e laminação a quente ou blindagem a quente subsequente. Um componente na forma de uma fita com uma aresta de corte do aço de ferramenta é produzido por usinagem.

[010] Entretanto, nenhum dos documentos US 7,373,857 B2, US 2004/016132 A1, US 2,686,439 A e US 3,835,734 A descrevem material de corte em pó para soldagem para o material de base.

[011] 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 borda substancialmente vertical da qual uma região de corte é aplicada na forma de uma liga em pó e ao passo que é aplicada é fundida por meio de um feixe de laser e solidificada na aresta. Com este método, um número muito maior de materiais de corte estão disponíveis, uma vez que a pré-condição de que o material de corte pode ser produzido como fio de aresta ou fio circular não é mais aplicável. Entretanto, a desvantagem da produção da região de corte por metalurgia em pó é de que a velocidade alcançável do processo é menor do que quando se solda um fio de aresta.

[012] A presente invenção é, portanto, com base no problema técnico de prover um método para produção de um material primário para uma ferramenta de usinagem que pode ser realizado inexpressivo e facilmente e permite o uso de uma grande variedade de materiais para o suporte plano e o material de corte. Adicionalmente, um material primário correspondente para produção de 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 como definida na presente reivindicação 1; vantajosamente, desenvolvimentos do método são o assunto das reivindicações dependentes.

[014] A invenção se refere, adequadamente, 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 pelo menos um primeiro material de corte particulado é aplicado a um suporte plano, o primeiro material de corte particulado é soldado ao suporte plano, e o suporte plano é separado substancialmente ao longo da conexão fundida então produzida. O material de corte particulado é, assim, aplicado a uma superfície no lado superior e/ou no lado de baixo do suporte plano. Soldagem tem o efeito de que uma zona de formação de liga compreendendo o material do suporte plano e do material de corte particulado é respectivamente criado na região de contato entre o suporte plano e o material de corte particulado. No caso mais simples, separar os dois suportes planos pode substituir ao longo de uma linha central reta através da conexão fundida criada. Entretanto, a linha de separação não tem que seguir exclusivamente na conexão soldada, mas pode também ter uma forma mais complicada, e possivelmente também alcançar parcialmente o suporte plano, a fim de que a separação já produza um perfil de aresta que se aproxima à forma posterior desejada dos dentes.

[015] O método de acordo com a invenção tem muitas vantagens. Uma vez que o material de corte é aplicado na forma de partículas, não existe restrição na escolha do material de corte para materiais que podem ser produzidos como fio. Mesmo quando usando materiais que são em princípio também obteníveis como fio, existe uma grande vantagem de custo no uso de um material particulado, em particular um material em pó, uma vez que os custos envolvidos na produção do fio não são mais aplicáveis. Adicionalmente, a limitação na velocidade do processo que a produção da região de corte por metalurgia em pó acarreta é reduzida pelo fato de que, com o método de acordo com a invenção, após separação das duas fitas bimetálicas de conexão soldada ou folhas que foram produzidas por uma única operação de soldagem serem criadas. Efetivamente, a velocidade do processo é, portanto, dobrada em comparação com o método conhecido do EP 1 404 484 B1. A velocidade efetiva do processo pode ser aumentada ainda pelo uso de um suporte plano maior e produz uma ou mais linhas de soldagem correspondentes adicionais, e separar subsequentemente os suportes planos em fitas bimetálicas múltiplas.

[016] O material de base particulado pode ser aplicado diretamente a uma superfície substancialmente plana do suporte plano e soldado ao material de base. Entretanto, por um lado, isto resulta em um cume bem alto de solda, que geralmente tem que ser retrabalhado e, por outro lado, ainda existe uma proporção significante do material de base debaixo da conexão soldada que, dependendo do material de base usado, pode ser indesejada na região de corte que é criada após a separação do suporte plano. Preferivelmente, portanto, o pelo menos um, primeiro material de corte particulado é introduzido em um corte de depressão no lado superior e/ou no lado inferior do suporte plano. Assim, após as duas bases serem separadas ao longo da conexão soldada, uma região de aresta que então quase apenas consiste no material de corte é criada, de modo que as pontas do dente que da mesma forma apenas consistem no material de corte podem ser modeladas durante o processo adicional posterior. Adicionalmente, a elevação de solda criada é reduzida, de modo que trabalho adicional seja feito mais facilmente. A depressão pode tem qualquer forma transversal desejada, tal como redonda, oval ou angular.

[017] O suporte plano pode 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, o suporte plano é provido na forma de uma fita de metal ou uma liga de metal, em particular uma fita contínua, que é por exemplo desenrolada de um carretel e fornecida a um dispositivo de soldagem.

[018] O suporte plano e o material de corte particulado pode ser soldado um ao outro em uma grande variedade de formas, por exemplo a que o suporte plano e/ou o primeiro material de corte particulado é/são pelo menos parcialmente fundidos e o compósito de material fundido é deixado para solidificar pelo menos parcialmente. Tipicamente, pelo menos um dos materiais envolvidos, por exemplo o material de base, é fundido na região onde o material de corte particulado é fornecido, de modo que um compósito de material do material de base e o material de corte particulado fornecido seja criado durante a solidificação. O próprio material de corte pode fundir da mesma forma, mas também pode ficar incorporado como substância de corte particulada na região de soldagem. A matriz no qual o material de corte particulado fica incorporado pode ser um material que é fornecido junto com o material de corte particulado e o próprio funde quando energia é aplicada. Alternativamente, o material do suporte plano pode servir como uma matriz para um material de corte particulado de não fusão. Entretanto, um material de corte particulado que funde ele próprio durante a soldagem ao suporte plano é usado com preferência.

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

[020] O suporte plano consiste preferivelmente de um corpo principal de um material de base, por exemplo um metal ou uma liga de metal, por exemplo, um aço de ferramenta de liga baixa. Então, com o método de acordo com a invenção, fornecer o material de corte particulado produz uma região de corte de alta resistência correspondente, que após a separação do suporte plano forma as arestas das partes separadas criadas.

[021] O suporte plano que é usado no método de acordo com a invenção pode, entretanto, já ter além do corpo principal do material de base usual uma região que consiste de um material de corte adicional. Tal suporte plano pode ser, por exemplo, um suporte com uma tira central do aço de alta velocidade, como descrito no WO 2006/000256 A1 do requerente. Consequentemente, uma região adicional do primeiro material de corte particulado é adicionada à região do material de corte adicional do suporte plano 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.

[022] Alternativamente ou além disso, antes da separação do compósito compreendendo o suporte plano e o primeiro material de corte, pelo menos um segundo material de corte particulado pode ser fornecido e fundido, a fim de, desta maneira, produzir um material de compósito de duas ou três camadas. Este processo pode, certamente, também ser continuado em múltiplos estágios com materiais de corte particulados adicionais, a fim de produzir um material compósito de múltiplas camadas.

[023] O primeiro material de corte particulado e possivelmente o segundo material de corte particulado ou os materiais de corte particulado 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 fica dentro de um fio tubular. O próprio fio pode, por exemplo, consistir do material da base. Isto é, entretanto, particularmente preferido para ele para ser fornecido na forma de um pó.

[024] O material de corte particulado pode ser fornecido em uma grande variedade de formas. Se o material de corte particulado está na forma de pó ou uma pasta, pode ser fornecido por meios de um bocal, por exemplo, um bocal anular ou bocal de fenda. Se o material de corte particulado está na forma de um fio de preenchimento, pode ser fornecido, por exemplo, a partir de um carretel de armazenamento.

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

[026] 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 particulados (por meio do exemplo S 2-10-1-8 (M42, 1.3247) ou S 6-5-2 (M2, 1. 3343)). Além disso, todos os outros materiais 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 - 2,5% C, 0,1 - 1,0% Si, 0,1 - 0,7% Mn, 3,0 - 6,0% Cr, 2,0 - 11% Mo, até 6,5% V, até 15% W, a 15% Co. Adicionalmente, elementos formadores de carboneto tal como Nb e Ti podem ser adicionados, com um teor de porcentagem de 5%.

[027] Alternativamente ou além disso, os materiais de corte podem também conter materiais duros metálicos. Materiais duros metálicos são boretos, carbonetos silicietos e nitretos de metais de transição de alto ponto de fusão, ou outros óxidos em combinação com constituintes microestruturais viáveis, isto é, uma matriz em que os materiais metálicos são incorporados. Materiais duros metálicos incluem, por exemplo, TiC, TaC, WC, TiB2, MoSi2, Al2O3, SiO2), a partir do qual 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 HSS com materiais duros metálicos também entram em consideração. Novas substâncias de corte obtidas pela formação de liga mecânica são, naturalmente, da mesma forma concebíveis. Os sistemas ternários Fe-Co-Mo e Fe-Co-W e o sistema quaternário que podem ser derivados de Fe-Co-Mo-W também entram em consideração como material de corte. Estes sistemas podem formar precipitados muito finos no decurso do endurecimento por precipitação, o que conduz a um enorme aumento na dureza. No estado de solução recozida, tais ligas são correspondentemente moles e também podem ser trabalhadas a frio. Constituintes da liga habituais de tais ligas endurecíveis por precipitação estão na faixa de 23 - 25% Co e uma combinação de W + Mo/2 de 10 - 31%. Fe e impurezas induzidas por fundição formam o restante.

[028] No método de acordo com a invenção, todos os materiais de apoio comuns são levados em consideração como materiais de base. Por exemplo, aços de baixa liga comuns, que têm grande dureza e resistência à fadiga, podem ser usados. Suportes planos adequados têm, por exemplo, uma composição química na faixa de 0,2 - 0,6% C, 0,1 - 1,0% Si, 0,3 - 2,0% Mn, 0,5 - 7,0% Cr, 0,1 - 2,6% Mo, até 0,6% V e até 5,0% 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% C, até 1,5% Si e até 1,5% Mn pode ser usado como o material de base.

[029] O suporte plano e o material de corte particulado são soldadas uma ao outro por aquecimento da região de conexão e fornecer energia adequada, possivelmente durante a aplicação de pressão. A energia é fornecida por exemplo por meio de um dispositivo de soldagem. O fornecimento de energia devem ser suficientes para fundir pelo menos um dos materiais envolvidos. Preferivelmente, o suporte plano e o material de corte particulado são soldados um ao outro através do fornecimento de energia por meio de um ou mais lasers. Entretanto, a energia pode ser também fornecida em alguma outra forma, por exemplo, por feixes de elétron. Em particular, quando o material de corte particulado é fornecido sob a forma de uma pasta ou de um fio de preenchimento, qualquer outro dispositivo de soldagem convencional, por exemplo, um dispositivo de soldagem por arco ou gás inerte ou um dispositivo de soldagem de resistência, também pode também ser usado.

[030] Dependendo do uso pretendido posterior, o material de corte particulado apenas pode ser fornecido em um lado da superfície do suporte plano. Preferivelmente, entretanto, o material de corte do suporte plano é aplicado em ambos os lados do suporte plano, isto é, no lado superior e no lado inferior do suporte plano. Isto pode substituir simultanea ou sucessivamente, por exemplo, o suporte plano pode ser arranjado verticalmente na região do dispositivo de soldagem e o material de corte particulado fornecido simultaneamente a partir de ambos os lados. No caso de um arranjo horizontal do suporte plano na região da soldagem, suporte plano pode ser guiado sobre um rolo de deflexão após a aplicação do material de corte particulado no lado superior, de modo que em uma região compacta da linha de processo, o lado inferior do suporte é direcionado para cima e está pronto para o material de corte ser aplicado. Em particular, se o suporte plano toma a forma de uma fita, é por exemplo também concebível para virar a fita através de um ângulo de 180° depois de aplicar o material de corte particulado no lado superior sobre um determinado comprimento de funcionamento da fita, de modo que um pouco mais a jusante do lado inferior original do suporte inicial seja direcionado para cima.

[031] A invenção também se refere ao material primário do suporte 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.

[032] De acordo com uma primeira variante, o material primário do suporte 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 liga. Pelo método de acordo com a invenção, o primeiro material de corte é aplicado na forma de partículas ao suporte plano de tal forma que a região de corte criada e o suporte plano se sobreponham sobre um comprimento transversal 1 que fica na faixa de 0,2 - 3 vezes a largura transversal b do suporte plano. Preferivelmente, a região de corte criada e o suporte plano se sobrepõem sobre um comprimento transversal 1 que fica na faixa de 0,3 - 2 vezes, com preferência particular na faixa de 0,5 - 1,5 vezes, a largura transversal b do suporte plano. Por contraste com uma fita bimetálica convencional produzida a partir de um fio de aresta, existe, portanto, nenhuma altura definida na transversal do material primário de acordo com a invenção no qual o suporte plano original passa sobre a região de aresta que é criada a partir do material de corte originalmente fornecido na forma de partículas. Ao invés disso, por exemplo, o suporte plano alcança adicionalmente a região de aresta no interior do material primário plano do que a região externa do lado superior e/ou inferior.

[033] O suporte plano pode consistir de um corpo principal do material de base. Alternativamente, o suporte plano pode compreender um corpo principal de material de base e uma região de aresta de pelo menos um material de corte adicional, de modo que com o método de acordo com a invenção um material primário de múltiplas camadas seja criado. O suporte plano pode, portanto, também ter originado a partir do suporte com uma tira central do aço de alta velocidade de acordo com o WO 2006/000256 A1.

[034] De acordo com uma variante de um 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 pelo menos um outro material de corte. Esta variante do material primário é distinguida pelo fato de que a região de canto e a região de corte estão conectadas uma a outra por meio de uma zona de formação de liga. Isto permite que os dentes a serem adicionalmente optimizados nos, por exemplo, cantos com uma resistência ao desgaste particularmente maior e, em particular, resistência ao corte pode ser produzida, enquanto a região intermediária dos dentes tem uma tenacidade e resistência de flexão maiores do que os cantos, mas ao mesmo tempo uma resistência ao desgaste ainda maior do que o material do corpo principal. O outro material de corte para a região de canto é, neste caso, fornecido pelo método de acordo com a invenção. A região de corte de pelo menos um material de corte pode ter sido produzido pelo método de acordo com a invenção a partir de um primeiro material de corte particulado, ou pode consistir de um material de corte adicional que tem, por exemplo, originado a partir do suporte com uma tira central de aço de alta velocidade de acordo com o WO 2006/000256 A1. Consequentemente, aqui também, o suporte plano pode também consistir de um corpo principal do material de base ou compreender adicionalmente uma região de aresta de pelo menos um material de corte adicional.

[035] Esta variante do material primário de múltiplas camadas de acordo com a invenção pode também ser produzida por um método no qual um suporte plano, que compreende um corpo principal do material de base e uma região de corte do material de corte, é provido, pelo menos um material de corte particulado é aplicado a pelo menos uma aresta da região de corte do suporte plano, e o material de corte particulado é soldado ao suporte plano. A região de corte do material de corte do suporte plano pode ter sido produzido pelo método de acordo com a invenção de um primeiro material de corte particulado ou pode consistir de um material de corte adicional que tem sido, por exemplo, soldado no corpo principal como fio de aresta. Em contraste com a produção de pó metalúrgico de uma aresta de corte conhecida do estado da técnica, no caso do método de acordo com a invenção um material de corte particulado, em particular em pó, não é aplicado ao material de base, mas a uma região de corte que já está presente na aresta do suporte plano. Com particular preferência, o material de corte particulado é aplicado aos cantos da região de corte do suporte plano, que por sua vez faz com que seja possível produzir cantos com resistência ao desgaste e resistência ao corte particularmente grande.

[036] Com preferência particular, o material primário do suporte plano de acordo com a invenção é uma fita. Pelo método de acordo com a invenção, uma fita pode ser enrolada na forma de uma bobina para processar adicionalmente e ser entregue, por exemplo, a um fabricante de serra.

[037] A invenção é explicada em maiores detalhes abaixo com referência aos desenhos em anexo.

Nos desenhos:

[038] A figura 1 mostra uma representação esquemática da produção de uma conexão soldada entre um suporte plano e material de corte particulado fornecido no método de acordo com a invenção; figura 1 figura 2 mostra uma variante da figura 1 no qual o suporte plano tem depressões para receber o material de corte particulado; figura 2 figura 3 mostra uma variante da figura 1 no qual o suporte plano é formado como um suporte bimetálico com uma tira central de um material diferente; figura 3 figura 4 mostra uma variante da figura 1 ou figura 2 no qual dois materiais de corte particulados são fornecidos; figura 4 figura 5 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 1 ou figura 2 após a conexão soldada ter sido estabelecida; figura 6 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 5 após o achatamento da conexão soldada; figura 7 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 3 após a conexão soldada ter sido estabelecida; figura 8 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 7 após o achatamento da conexão soldada; figura 9 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 4 após a conexão soldada ter sido estabelecida; figura 10 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 9 após o achatamento da conexão soldada; figura 11 mostra o material primário da figura 6 após a separação da conexão soldada; figura 12 mostra o material primário da figura 8 após a separação da conexão soldada; figura 13 mostra o material primário da figura 10 após a separação da conexão soldada; figura 14 mostra uma representação esquemática da aplicação de um material de corte particulado para a aresta de corte do suporte plano; figura 15 mostra uma variante do método da figura 14 no qual material de corte particulado é aplicado a partir de três direções; e figura 16 mostra o material primário de acordo com a invenção da figura 15 após trabalho da região de aresta.

[039] 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 mostrado esquematicamente por meio de exemplo. Um suporte plano 10 pode ser visto, no exemplo mostrado meramente compreendendo um corpo principal unitário 11 de um material de base. Para prover uma visão geral melhor, no exemplo mostrado o suporte plano é mostrado como uma porção curta. Preferivelmente, entretanto, é uma fita contínua, que é, por exemplo, desenrolada dos carretéis, que são da mesma forma não mostrados aqui. O suporte plano 10 tem um lado superior 13 e um lado inferior 14 que, no exemplo mostrado, são planos. Por meio de uma cabeça de soldagem 15 de um dispositivo de soldagem que não é mostrado mais, um primeiro material de corte particulado 16 é aplicado ao lado superior 13 do suporte plano 10 e fundido por meio de um feixe de laser 17, de modo que o suporte 10 e o material de corte particulado 16 possam ser soldados um ao outro. No exemplo mostrado, a cabeça de soldagem 15 do dispositivo de soldagem tem, para este fim, um bocal anular 18, para o qual o material de corte particulado 16 é fornecido por meio de linhas 19, 20. No entanto, qualquer outro tipo de bocal pode também ser usado. O bocal anular 18 mostrado produz um jato cônico do material de corte particulado 16, que é direcionado para o lado superior 13 do suporte. O feixe de laser 17 é feito para passar através do centro da cabeça de soldagem 15 e o centro do jato cônico do material de corte 16 e é focado em uma região 21, no qual o material de corte colide com a superfície do suporte 10. Nesta região, o processo de soldagem substitui. Dependendo dos materiais utilizados, o material de corte particulado 16 e/ou um material de matriz fornecido juntamente com o material de corte e/ou o material de base na região de soldagem 21 são pelo menos parcialmente fundidos, de modo que uma conexão soldada 22 seja criada.

[040] O suporte plano, isto é, no exemplo mostrado a fita contínua, é movida abaixo da cabeça de soldagem estacionária 15 ao longo da seta 23.

[041] Figura 2 mostra uma variante da modalidade da figura 1 no qual o suporte plano tem depressões 24, 25 para receber o material de corte particulado. Elementos que correspondem aos elementos já descritos em conjunto com a figura 1 são designados pelos mesmo números de referência. No caso desta variante, o suporte plano 10 tem no seu lado superior 13 uma depressão circular 24 e no seu lado inferior uma depressão circular 25. As depressões 24, 25, por um lado, reduzem o cume de solda da conexão soldada 22 além da superfície do suporte plano 10, de modo que o esforço de retrabalho e, em particular a perda do material de corte durante o retrabalho, seja reduzido. Por outro lado, a espessura do material de base 12 na região de soldagem 21 é reduzida, de modo que, como explicado em maiores detalhes abaixo, uma região de aresta que consiste substancialmente do material de corte 16 seja criada após separação da conexão soldada.

[042] Figura 3 mostra uma variante da modalidade da figura 1 no qual o suporte plano 10 é formado como um suporte bimetálico. O suporte plano 10 tem um corpo principal 11 do material de base 12, que é dividido em duas tiras laterais 10a, 10b. As duas tiras laterais 10a, 10b estão conectadas uma a outra por uma tira central 10c de um material mais resistente, por exemplo do aço de alta velocidade 26. Uma variante da base 10 pode ser produzida, por exemplo, pelo método conhecido do WO 2006/000256 A1 do requerente. Por analogia com a modalidade da figura 1, o suporte 10 é mostrado como plano. Sem mencionar que o suporte 10 pode ser provido na região da tira central 10c com depressões baixas e/ou superiores, como descrito em conjunto com a figura 2.

[043] Na variante da Figura 4, são mostradas várias modificações da modalidade da Figura 1 ou da Figura 2. No entanto, a invenção não está restrita à combinação destas modificações que é mostrada, mas em vez disso cada uma das modificações descritas abaixo podem ser realizadas individualmente ou em combinação com a variante descrita na Figura 3. Assim, um suporte plano 10 que, por analogia com a variante da Figura 2, é provido com duas depressões 24, 25, é utilizado na variante da figura 4. Na variante mostrada aqui, no entanto, as depressões têm um perfil transversal angular. Adicionalmente, na variante da Figura 4, duas cabeças de soldagem 15a, 15b arranjadas uma atrás da outra, são usadas em vez de uma cabeça de soldagem 15. Por analogia com o procedimento da Figura 1, a cabeça de soldagem 15a orienta um primeiro material de corte 16a no rebaixo superior 24 e produz uma conexão soldada 22 por meio do laser 17a. Com o dispositivo de soldagem 15b, um material de corte 16b adicional pode ser aplicado e soldado ao primeiro material de corte para produzir uma região de corte de múltiplas camadas. Se nenhum outro material de corte tiver de ser aplicado, também é possível utilizar o dispositivo de laser 17b do segundo dispositivo de soldagem 15b, ou uma fonte de calor semelhante, para tratar por calor a conexão soldada 22, a fim de reduzir as tensões na conexão soldada.

[044] Nas representações das Figuras 1 a 4, material de corte particulado é aplicado a partir do lado superior 13 até o suporte plano 10. Geralmente, entretanto, um fornecimento do material de corte do lado superior 13 e do lado inferior 14 do suporte plano, simultânea ou sucessivamente, é preferido. Para um suprimento que substitui sucessivamente, o arranjo dos suportes planos 10 pode, por exemplo, ser conduzido ou torcido sobre um rolo de deflexão (não mostrado), de modo que o lado inferior 14 mostrado nas Figuras 1 a 4 seja subsequentemente direcionado para cima e o lado superior 13 com a conexão soldada já produzida 22 seja direcionado para baixo.

[045] Nas Figuras 5 e 6, o resultado do processo de soldagem da Figura 1 ou da Figura 2 é mostrado, material de corte 16 que foi introduzido tanto na depressão superior 24 e na depressão inferior 25, de modo que uma conexão soldada superior 22 e uma conexão soldada inferior 27 sejam formadas. Na região do fundo das depressões 24, 25, uma zona de formação de ligação superior 28 e uma zona de formação de ligação inferior 29 são respectivamente criadas entre o material de base e o material de corte particulado fornecido 16 como um resultado da fusão de materiais pelo feixe de laser 17. Isto pode ser visto de forma que as conexões soldadas 22, 27, que consistem substancialmente do material de corte particulado 16 fornecido e fundido, sobressaiam além do lado superior 13 ou lado inferior 14 do suporte plano 10, na forma de uma elevação de solda. Em tal caso, as conexões soldadas são preferivelmente também achatadas, de modo que um compósito achatado seja obtido, como mostrado na Figura 6. Antes ou como uma alternativa para o achatamento, as elevações de solda podem também ser afiadas para fora. Além disso ou como uma alternativa para o achatamento, as conexões soldadas 22, 27 podem também ser trabalhadas por meio de uma operação de achatamento. Desta forma, um material primário que pode ser processado em formas geométricas especiais de dente, por exemplo, dentes trapezoidais, com menos esforço do que os métodos conhecidos a partir da técnica anterior podem ser produzidos.

[046] O suporte 10 é separado subsequentemente substancialmente ao longo das conexões soldadas 22, por exemplo, ao longo da linha de separação 30 mostrada na Figura 6. 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 substancialmente de um material de corte (comparar Figuras 11 e as descrições associadas adicionais abaixo). O material primário de acordo com a invenção pode ser, por exemplo, duas fitas bimetálicas, que podem subsequentemente ser processadas adicionalmente em uma ferramenta de usinagem introduzindo dentes na região de aresta. No exemplo mostrado, a linha de separação 30 é uma linha central reta através das conexões soldadas 22, 27. Entretanto, a linha de separação pode também ter uma forma mais complicada e, por exemplo, ser aproximada a forma posterior desejada dos dentes. A separação do suporte plano nas duas metades é preferivelmente já realizada durante a produção do material primário de acordo com a invenção, de modo que duas fitas, cada uma com uma aresta de corte, sejam criadas.

[047] Nas Figuras 7 e 8, o resultado do processo de soldagem da Figura 3 é mostrado de uma forma similar nas Figuras 5 e 6. O material de corte particulado 16 foi aplicado aqui na tira central 10c, preferivelmente consistindo de aço de alta velocidade 26, do suporte 10 e soldado ao aço de alta velocidade. Isto pode ser visto que, apesar da superfície do aço de alta velocidade 26 ser chata, a soldagem a laser garante que a conexão soldada possa penetrar um pouco na base chata. Novamente, uma conexão soldada superior 22 e uma conexão soldada inferior 27 com zonas de formação de liga 28, 29 foi formada. Na Figura 8, o suporte plano 10 com as conexões soldadas 22, 27 é mostrado após o achatamento. Aqui, o suporte 10 também é separado substancialmente ao longo das conexões soldadas 22, por exemplo, ao longo da linha de separação 30 mostrada na Figura 8. Uma metade separada do suporte é mostrada na Figura 12.

[048] Nas Figuras 9 e 10, o resultado do processo de soldagem da Figura 4 é mostrado de uma forma similar nas Figuras 5 e 6. Aqui, primeiro a primeiro material de corte particulado 16a foi aplicado e soldado ao material de base 12 do suporte plano 10, de modo que uma primeira zona de formação de liga 28a seja formada entre o material de base 12 e o primeiro material de corte 16a. Um segundo material de corte particulado 16b foi aplicado ao material de corte 16a e soldado no e a ele enquanto se formava uma zona de formação de liga 28b, de modo que uma conexão de soldagem de duas camadas 22 seja formada. De forma correspondente, duas camadas de material de corte particulado 16a, 16b foram aplicadas ao lado inferior 14 do suporte plano 10 para formar a conexão soldada 27. Na Figura 10, o suporte plano 10 com as conexões soldadas 22, 27 é mostrado após o achatamento. Aqui, o suporte 10 também é separado substancialmente ao longo das conexões soldadas 22, por exemplo ao longo da linha de separação 30 mostrada na Figura 8. Uma metade separada do suporte é mostrada na Figura 13.

[049] Nas Figuras 11, 12 e 13, uma metade dos materiais primários de acordo com a invenção que é criada após o corte mostrado nas Figuras 6, 8 e 10 é, em cada caso, mostrada transversalmente.

[050] Isto ser visto na Figura 11 que, depois do corte ao longo da linha de separação 30, uma superfície de corte 31 foi criada em cada uma das conexões soldadas 22, 27. No caso da variante da Figura 11, o material de base 12 atinge a superfície de corte 31. Para o lado que existem regiões de corte 32, 33 do material de corte originalmente particulado 16. Se desejado, este material de base pode ser fresado para fora introduzindo uma ranhura (não mostrada), por exemplo uma ranhura em forma de cunha, para a superfície de corte 31, de modo que, durante o processamento posterior adicional pelo fabricante de serra já não há qualquer material de base na região das pontas dos dentes. É distinguido pelo fato de que o método de acordo com a invenção, em que o material de corte 16 é aplicado sob a forma de pó para a base, que, por contraste com a fita bimetálica clássica de fio de aresta do HSS, uma zona de formação de liga/costura de solda substancialmente horizontal não é criada na seção transversal da fita acabada, onde o material de base 12 e o material de corte 16 passam por cima um do outro. Pelo contrário, as regiões de corte 32, 33 do material de corte 16 alcance em torno de uma zona de núcleo 34 do material de base 12. Por conta da sobreposição de regiões de corte 32, 33 de material de corte 16 e material de base 12 do suporte plano 10, as zonas de formação de liga 28, 29 normalmente não estendem-se horizontalmente ao longo da altura do material primário plano acabado, tal como no caso da fita bimetálica clássica. As regiões de corte 32, 33 de material de corte 16 e o suporte plano 10 do material de base 12 geralmente sobrepõem-se na região de aresta ao longo da altura da seção transversal acima de um comprimento 1, que corresponde aproximadamente a 0,2 a 3 vezes a largura b do suporte palno 10 na seção transversal. Deste modo, uma aresta de corte particularmente estável é provida.

[051] Figura 12 mostra uma vista correspondente à vista da Figura 11 de um material primário de acordo com a invenção que é obtida após a separação do suporte 10 das Figuras 7 e 8 ao longo da linha de separação 30. Em comparação com a Figura 11, a estrutura de multifase das regiões de corte 32, 33 do material primário de acordo com a invenção pode ser claramente vista, também refletida na superfície de corte 31. Uma vez que o suporte plano 10 já tem originalmente um corpo principal com tiras 10a, 10b do material de base 12 e uma tira central 10c de um material de corte adicional 26, o material de corte originalmente particulado 16, aplicado pelo método de acordo com a invenção, já representa a segunda camada 35, 36 do material de corte. As zonas de formação de liga 28, 29 produzidas pelo método de acordo com a invenção seguem de acordo entre o material de corte 26 do suporte plano 10 e o material de corte 16 originalmente particulado, soldado. Nos dentes da ferramenta de usinagem que são posteriormente modeladas, as segundas camadas 35, 36 das regiões de corte 32, 33 do material primário acabado da Figura 12 em conformidade formam adicionalmente regiões de canto reforçado se um material ainda mais resistente do que o material de corte 26 é usado como o material de corte 16.

[052] Figura 13 mostra uma vista correspondente à vista da Figura 11 de um material primário de acordo com a invenção que é obtida após a separação do suporte 10 das Figuras 9 e 10 ao longo da linha de separação 30. Aqui, as regiões de corte 32, 33 são de uma estrutura de múltiplas camadas. Na superfície separada pode ser visto uma tira central do material de base 12, que é separada por uma zona de formação de liga 28a, 29a a partir do primeiro material de corte 16a que, por sua vez, é separado por uma zona de formação de liga 28b, 29b a partir do segundo material de corte 16b. O material primário da Figura 13 é também adequado, em particular, para produzir dentes de serra com regiões de canto reforçado.

[053] Nas Figuras 14 a 16, é descrito um método alternativo para produzir um material primário para uma fita de bimetal com cantos reforçados. De acordo com a Figura 14, um suporte plano 10, que compreende um corpo principal do material de base 12 e uma região de corte 37 do material de corte 26, é provido. Com duas cabeças de soldagem 15a, 15b, material de corte particulado 16a, 16b é aplicado aos cantos da região de corte 37 do material de corte 26 do suporte plano 10 e soldado ao suporte plano por meio de feixes de laser 17a, 17b. Nos exemplos mostrados, o suporte 10 consiste novamente de material de fita e durante o processo de soldagem é movido através sob as cabeças de soldagem ao longo da seta 23. A região de corte 37 do suporte plano 10 pode ter sido produzida pelo método de acordo com a invenção a partir de um primeiro material de corte particulado ou pode consistir por um material de corte adicional, o qual foi, por exemplo, soldado sobre o corpo principal, como fio de aresta. De acordo com a variante da Figura 15, o material de corte particulado é aplicado não apenas nos cantos da região de corte 37 do suporte plano 10, mas também centralmente sobre a face de extremidade da região de corte 36 do suporte 10, tal como um jato de partícula 16C por meio de uma terceira cabeça de soldagem 15c. Com esta variante, não apenas a produção de cantos com resistência ao desgaste particularmente grande e resistência de corte torna-se possível, mas toda a região da ponta do dente tem uma região da ponta reforçada 38 com resistência ao desgaste particularmente grande e resistência de corte. Os materiais de corte particulados 16a, 16b, 16c podem ser iguais ou diferentes. Se o material de corte 16a, 16b, 16c são o mesmo material de corte 16, o material primário mostrado na Figura 16 é criado, com uma base 10 que tem um corpo principal de material de base 12 e uma região de corte 37 de material de corte 26. A região da ponta 38, que foi aplicada pelo método de acordo com a invenção, consiste no material de corte originalmente particulado 16.

Claims (14)

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: introduzir pelo menos um primeiro material de corte particulado (16, 16a) em forma de pó ou grânulos em uma depressão (24) formada em um lado superior (13) de um suporte plano (10); soldar o primeiro material de corte particulado (16) com o lado superior do suporte plano (10); e o suporte plano é girado em 180°, de modo que um lado inferior do suporte plano está virado para cima, introduzir pelo menos o primeiro material de corte particulado (16, 16a) em forma de pó ou grânulos em uma depressão (25) formada no lado inferior (14) de um suporte plano (10), soldar o primeiro material de corte particulado (16) com o lado inferior do suporte plano (10), e separar o suporte plano (10) ao longo da junta de solda (22, 27) dessa maneira produzida para formar pelo menos duas porções de suporte plano, cada uma compreendendo o primeiro material de corte particulado soldado ao longo de uma borda do mesmo.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte plano (10) é uma tira feita de metal ou liga de metal.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro material de corte particulado (16, 16a) é soldado com o suporte plano (10) fundindo pelo menos parcialmente o suporte plano (10) e/ou o primeiro material de corte particulado (16, 16a) e fazendo com que o compósito do material fundido solidifique pelo menos parcialmente.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte plano (10) compreende um corpo principal de um material de suporte (12).

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o suporte plano (10) compreende no material de base pelo menos uma região consistindo de um material de corte adicional (26) e o primeiro material de corte particulado (16, 16a) é aplicado sobre esta região.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, antes de separar o compósito do suporte (10) e primeiro material de corte particulado (16, 16a), pelo menos um segundo material de corte particulado (16b) é aplicado e fundido.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo material de corte particulado compreende metais e/ou ligas de metal.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou segundo material de corte compreende materiais duros metálicos.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte plano (10) e os primeiro e segundo materiais de corte particulados (16, 16a, 16b) são soldados um ao outro introduzindo energia por meio de pelo menos um dispositivo de soldagem.

10. Material primário plano para produzir uma ferramenta de usinagem obtenível pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, compreendendo um suporte plano (10) tendo um corpo principal de um material de suporte (12) e uma região de corte de pelo menos um primeiro material de corte particulado (16), o suporte plano (10) e a região de corte sendo conectados por meio de uma primeira zona em liga (28, 29), caracterizado pelo fato de que a região de corte 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).

11. Material primário plano para produzir uma ferramenta de usinagem obtenível pelo método como definido na reivindicação 5, compreendendo um suporte plano (10) tendo um corpo principal de um material de suporte (12) e uma região de corte de um material de corte (26) adicional, a região de corte compreendendo uma região de canto em pelo menos um canto de pelo menos um primeiro material de corte particulado (16, 16a, 16b, 16c), caracterizado pelo fato de que a região de canto e a região de corte são conectadas por meio de uma zona em liga (28, 29).

12. Material primário plano para produzir uma ferramenta de usinagem obtenível pelo método como definido na reivindicação 6, compreendendo um suporte plano (10) tendo um corpo principal de um material de suporte (12) e uma região de corte de um primeiro material de corte particulado (26), a região de corte compreendendo uma região de canto em pelo menos um canto de pelo menos um segundo material de corte particulado (16b), caracterizado pelo fato de que a região de canto e a região de corte são conectadas por meio de uma zona em liga (28b, 29b).

13. Ferramenta de usinagem, em particular uma lâmina de serra, uma fita de serra, uma linha de corte, uma faca de perfuração ou uma lâmina, caracterizada pelo fato de que compreende um material primário plano como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 12.

14. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 13, 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.

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