CN102337474B - 锯条背材钢及其在双金属带锯条中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锯条背材钢及其在双金属带锯条中的应用，该锯条背材钢的重量百分比组成为：碳：0.51～0.58％、锰：0.30～0.60％、硅：0.20～0.40％、铬：1.45～2.2％、镍：0.7～0.8％、钼：0.15～0.30％、铜：0～0.2％、钒或铌：0～0.3％、磷：0～0.02％、硫：0～0.015％、其余为铁和不可避免的杂质。本发明还公开了一种双金属带锯条的制备工艺，包括：在加工成型并经热处理的锯背材料上冲齿，形成齿尖缺失的锯齿；采用电阻焊将热处理后的锯齿材料焊接到所述锯齿的齿尖位置；精加工后获得成品。本发明方法分别对锯齿材料和锯背材料进行热处理，对各自的热处理工艺进行优化，可以发挥材料的最佳性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种锯条钢材料，尤其涉及一种锯条背材钢及其在双金属带锯条中的应用。
背景技术
双金属带锯条由锯齿和锯背构成，主要用于切割各种金属材料，它是当今世界上最先进的切割工具之一，在机械制造、冶金、化工、军工等行业广泛应用。随着锯切下料向高效率、长寿命、低成本以及自动化方向发展，不仅要求锯齿材料有更高的硬度、红硬性、耐磨性，同时对锯背材料疲劳强度与刚性提出了更高的要求。
传统的双金属带锯条一般通过锯齿高速钢扁丝材料与锯背材料通过电子束焊接复合而成，其热处理工艺参数都是依据齿部高速钢的热处理工艺参数来进行制订，因此对锯背材料的选择有着非常严格的要求，需要锯背材料在锯齿热处理工艺下具有高的强度、韧性和疲劳性能。
发明内容
本发明提供了一种锯条背材钢，该背材钢可以在单独的热处理工艺下处理后与锯齿材料焊接。
一种锯条背材钢，其重量百分比组成为：碳：0.51～0.58％、锰：0.30～0.60％、硅：0.20～0.40％、铬：1.45～2.2％、镍：0.7～0.8％、钼：0.15～0.30％、铜：0～0.2％、钒或铌：0～0.3％、磷：0～0.02％、硫：0～0.015％、其余为铁和不可避免的杂质。
该锯条背材钢可通过传统工艺制得，包括：EAF冶炼-LF精炼-VD真空处理-连铸钢坯-热轧钢带-退火-球化退火-冷轧-轧平。
传统的锯条背材钢含有较高含量的合金元素，以保证在高温热处理工艺(锯齿热处理工艺)下有良好的强韧性，如说美国的RM80背材钢，其铬：3.0％左右，钼：1.98％左右，可以保证高温淬火时得到不易粗大的马 氏体金相组织，回火时有高的抗回火稳定性，背材强韧性良好。
本发明锯条背材钢不和锯齿材料一起进行热处理，采用相对低的淬火和回火温度，就能够达到锯条的使用要求，且合金含量低，成本相对低廉。
本发明还提供了上述锯条背材钢在制备双金属带锯条中的应用。
本发明又提供了一种双金属带锯条，包括锯齿和锯背，所述锯背的材料为上述的锯条背材钢。
优选的，所述的锯齿仅齿尖部位采用M42齿材，其余部分材料与齿背相同。
本发明又提供了一种双金属带锯条的制备方法，包括：
在加工成型并经热处理的锯背材料上冲齿，形成齿尖缺失的锯齿；采用电阻焊将热处理后的锯齿材料焊接到所述锯齿的齿尖位置；精加工后获得成品。
所述锯背材料优选为上述锯条背材钢，该锯背材料的热处理工艺为：将锯背材料加热到1000～1050℃进行淬火，然后置于280～350℃下回火6～10小时。
传统锯背材料热处理工艺为：淬火温度1200℃，回火温度510～560℃，时间1～2h，次数3次。
所述的锯齿材料优选为M42齿材；该锯齿材料的热处理方法为：将锯齿材料加热到1200～1220℃进行淬火，然后置于-150～-180℃下冷处理2-3小时，最后置于530～570℃下回火1～2小时，回火次数可以是3次。
所述电阻焊中焊接接触时间为0.05～0.1s、接触压力≤3kg、电极间电压为380～400v，高电流短时间接触以保证焊接强度及齿尖部分不受热影响。
本发明方法分别对锯齿材料和锯背材料进行热处理，可对锯齿材料的热处理工艺进行优化，如：提高淬火温度，保温时间，增加深冷处理，使其达到最佳性能，不需考虑热处理是否会对锯背材料有影响。同样锯背在单独热处理的时候，也不必要采用和锯齿一样的热处理工艺，可使用相对低温淬火工艺，发挥材料的最佳性能。
附图说明
图1为本发明无齿尖的锯齿结构示意图；
图2为本发明方法焊接示意图；
图3为本发明双金属锯条的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例采用的锯条背钢均通过传统的制备工艺制得，包括：EAF冶炼-LF精炼-VD真空处理-连铸钢坯-热轧钢带-退火-球化退火-冷轧-轧平。
实施例1
将锯条背材钢加热升温至1000℃，保温一段时间进行淬火，淬火液采用光亮淬火油(IDEMITSU KOSAN CO.，LTD牌号：Daphne Bright Quench)，然后置于300℃下回火8小时，自然冷却。在锯条背材钢上冲齿，齿形结构如图1所示，锯背101上有多个锯齿102，锯齿101的顶部齿尖缺失，然后清洗后待用。
上述背材钢的元素重量百分比组成为：0.51％C、1.9％Cr、0.26％Mo、0.73％Ni、0.20％V、0.003％S、0.012％P、0.32％Mn、0.27％Si，其余为Fe和制造过程不可避免产生的微量杂质。
将M42齿材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司生产)加热到1200℃，保温一段时间以后转化为奥氏体，高压氮气(8Mpa)下进行淬火，接着于-150℃下冷处理3小时，最后在550℃下回火2小时，回火三次。利用电阻焊将锯齿材料焊接到锯齿齿尖上。
焊接过程如图2所示，此焊接方法为在锯齿上逐个焊接M42齿材，锯齿材料103大致呈圆柱形，平躺在锯齿102的齿尖位置，并用夹具夹紧，在锯背101和锯齿材料103上安装电极(图中未示出)，由于夹具的夹紧力，接触的位置会产生凹陷104，锯齿102旁边有一块位置样板105，使得锯齿材料103停留在正确的位置。电阻焊参数为：焊接接触时间为0.05-0.1s、接触压力≤3kg，两极电压400v。
焊接完成后高频回火(带速1.5m/min，温度380℃)，然后对锯条进行粗磨、磨齿、精磨、分路、于280℃下回火8h、喷砂，制得如图3所示成品，该成品由锯背101和锯齿102组成，锯齿102的齿尖106为M42齿材，锯齿102的其余部分和锯背材料是相同的，均是上述锯条背材钢。
上述过程中淬火加热、冷处理以及回火均采用德国SCHMETZ生产的 真空炉。
实施例2
将锯条背材钢加热升温至1050℃，保温一段时间进行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于280℃下回火10小时，自然冷却。在锯条背材钢上冲齿，得到如图1所示的齿形结构，清洗后待用。
上述背材钢的元素重量百分比组成为：0.53％C、1.92％Cr、0.26％Mo、0.72％Ni、0.20％V、0.005％S、0.010％P、0.32％Mn、0.23％Si，其余为Fe和制造过程不可避免产生的微量杂质。
将M42齿材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司生产)加热到1220℃，保温一段时间以后转化为奥氏体，高压氮气(8Mpa)下进行淬火，接着于-160℃下冷处理2.5小时，最后在550℃下回火2小时，回火三次。利用电阻焊将锯齿材料焊接到每个锯齿的齿尖位置。焊接操作方法同实施例1，电阻焊参数为：焊接接触时间为0.05-0.1s、接触压力≤3kg，两极电压380v。
焊接完成后高频回火(带速1.5m/min，温度380℃)，然后对锯条进行粗磨、磨齿、精磨、分路、于280℃下回火8h、喷砂，制得成品。
上述过程中淬火加热、冷处理以及回火均采用德国SCHMETZ生产的真空炉。
实施例3
将锯条背材钢加热升温至1020℃，保温一段时间进行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于350℃下回火6小时，自然冷却。在锯条背材钢上冲齿，得到如图1所示的齿形结构，清洗后待用。
上述背材钢的元素重量百分比组成为：0.53％C、1.95％Cr、0.24％Mo、0.72％Ni、0.22％V、0.003％S、0.010％P、0.34％Mn、0.26％Si，其余为Fe和制造过程不可避免产生的微量杂质。
将M42齿材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司)加热到1220℃，保温一段时间以后转化为奥氏体，高压氮气(8Mpa)下进行淬火，接着于-180℃下冷处理2小时，最后在570℃下回火1小时，回火三次。利用电阻焊将锯齿材料焊接到每个锯齿的齿尖位置。焊接操作方法同实施例1， 电阻焊参数为：焊接接触时间为0.05-0.1s、接触压力≤3kg，两极电压400v。
焊接完成后高频回火(带速1.5m/min，温度380℃)，然后对锯条进行粗磨、磨齿、精磨、分路、于280℃下回火8h、喷砂，制得如图3所示的成品。
上述过程中淬火加热、冷处理以及回火均采用德国SCHMETZ生产的真空炉。
实施例4
将锯条背材钢加热升温至1050℃，保温一段时间进行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于330℃下回火7小时，自然冷却。在锯条背材钢上冲齿，得到如图1所示的齿形结构，清洗后待用。
上述背材钢的元素重量百分比组成为：0.57％C、1.93％Cr、0.27％Mo、0.71％Ni、0.27％V、0.003％S、0.009％P、0.37％Mn、0.27％Si，其余为Fe和制造过程不可避免产生的微量杂质。
将M42齿材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司)加热到1200℃，保温一段时间以后转化为奥氏体，高压氮气(8Mpa)下进行淬火，接着于-170℃下冷处理2.5小时，最后在560℃下回火1.5小时，回火三次。利用电阻焊将锯齿材料焊接到每个锯齿的齿尖位置。焊接操作方法同实施例1，电阻焊参数为：焊接接触时间为0.05-0.1s、接触压力≤3kg，两极电压400v。
焊接完成后高频回火(带速1.5m/min，温度380℃)，然后对锯条进行粗磨、磨齿、精磨、分路、于280℃下回火8h、喷砂，制得如图3所示的成品。
上述过程中淬火加热、冷处理以及回火均采用德国SCHMETZ生产的真空炉。
对比例
将锯条背材钢(RM80)与高速钢扁丝通过电子束焊接结合在一起，锯条背材钢的元素包括：0.35％C、3.05％Cr、1.98％Mo、0.54％Ni、0.36％V、0.0015％S、0.10％P、0.68％Mn、0.46％Si。
退火后轧平、校直、磨齿，用真空炉加热至1200℃进行淬火，用井式 炉在550℃回火90分钟，回火3次，喷砂后制得成品。
对上述双金属带锯条的锯背用拉伸试验机进行力学性能测试(测试标准为GBT 228-2002金属材料室温拉伸试验方法)，测试结果如下表所示。
Claims (3)
1.一种双金属带锯条，包括锯齿和锯背，其特征在于，所述锯背的材料重量百分比组成为：
碳：0.51～0.58%、锰：0.30～0.60%、硅：0.20～0.40%、铬：1.45～2.2%、镍：0.7～0.8%、钼：0.15～0.30%、铜：0～0.2%、钒或铌：0～0.3%、磷：0～0.02%、硫：0～0.015%、其余为铁和不可避免的杂质；
所述的锯齿仅齿尖部分采用M42齿材，其余部分材料与锯背相同。
2.一种双金属带锯条的制备方法，包括：
在加工成型并经热处理的锯背材料上冲齿，形成齿尖缺失的锯齿；采用电阻焊将热处理后的锯齿材料焊接到所述锯齿的齿尖位置；精加工后获得成品；
所述锯背材料以重量百分比组成为：
碳：0.51～0.58%、锰：0.30～0.60%、硅：0.20～0.40%、铬：1.45～2.2%、镍：0.7～0.8%、钼：0.15～0.30%、铜：0～0.2%、钒或铌：0～0.3%、磷：0～0.02%、硫：0～0.015%、其余为铁和不可避免的杂质；
所述锯背材料的热处理工艺为：将锯背材料加热到950～1050℃进行淬火，然后置于280～350℃下回火6～10小时
所述的锯齿材料为M42齿材；
将锯齿材料加热到1200～1220℃进行淬火，然后置于-150～-180℃下冷处理2～3小时，最后置于530～570℃下回火1～2小时，回火三次。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电阻焊中的焊接接触时间为0.05～0.1s、接触压力≤3kg、两极电压380～400V。
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