CN102612418B - 锯绳 - Google Patents

Abstract

这里描述并且要求保护了一种具有固定在带有聚合物外层（504）的钢丝绳（502）上的耐磨元件（506）的锯绳（270）。所述耐磨元件（506）由金属套制成，其上通过电解沉积、烧结或包覆例如激光熔覆沉积有耐磨层。相对于现有锯绳，该锯绳（270）的特征在于，每个套具有连接部或封闭部。这种连接部使之能够将耐磨元件（506）附连在钢丝绳上，而不必如在制造现有技术锯绳时所需要的一样将它们拧在钢丝绳（270）上。本发明的锯绳（270）因此能够按照非常有效的方式以很长的长度制造出。

Description

锯绳

技术领域

本发明涉及用于切割脆硬材料的锯绳。更具体地说，该锯绳不仅用于切割天然石材(例如石灰石、大理石、石灰华、花岗岩...)，而且还用于切割人造材料例如混凝土、玻璃或陶瓷材料。

背景技术

利用钢丝绳柔韧性将金刚石砂的耐磨性组合在一起来制造柔性锯绳的构思可以追溯到上个世纪50年代。一些基础性专利有GB759505、US2679839、US2773495，这里没有全部列出。该技术围绕着其中多纤维钢丝绳穿有其中含有金刚石砂的“小珠”的基础设计发展。这些小珠通过间隔件间隔开，该间隔件可以为钢弹簧或聚合物套或两者的组合。从1970年开始，金刚石锯绳代替了松散的磨锯钢丝，其中钢丝或钢丝绳具有各种形状并且夹带着在其中具有磨料的水浆液。这种技术用于在采石场中进行石头开采。虽然金刚石钢丝绳仍然需要冷却剂，但是消除了对磨料(例如砂子或钢钻粒)的大量需求，并且该锯绳实现了高得多的锯切速度和使用寿命。

锯绳具有许多不同的用途：

它们可以用在用来将大块的天然石材锯切成用在建筑业中的石板的固定式机器上。虽然最初这些机器装配有单根锯绳，但是目前出现了多锯绳，这样通过在槽轮上平行地运行的多根锯绳从而在单次锯切道次中可以将整个石块锯切成多块石板。在市场上销售有具有52根钢丝的钢丝锯。

它们可以用在移动式锯切机上以从采石场开采出天然石块。引导穿过竖直孔和水平孔的单根钢丝绳封闭成环，由在轨道上行进的锯切机拉伸。该钢丝绳在切割石块时定期缩短。

各种其它重负荷工业用途有：

锯切钢筋混凝土立柱；以及

将沉船切段以分段拆除甲板；或者

在其使用寿命到期要拆除时，切割其上安装有海上石油钻机的支柱，

这些都可以采用锯绳成功地完成。

已经出现了专用于各种用途的多种锯绳设计。其上小珠通过螺旋弹簧分隔开的锯绳(如在前面的US2679839中所述一样)仍然被广泛用于切割更软的石头例如石灰岩和大理石。这些小珠在钢丝绳上滑行，但是以规则的间距固定在钢丝绳上，或者由夹紧的金属套代替以便防止在其中一个小珠卡住时出现压缩弹簧的累积。这种能量累积在钢丝绳卡住的情况下会使得小珠成为致命的子弹。

更硬的石头例如花岗岩需要具有带有或不带有封闭弹簧的塑料分隔件的锯绳。因此，这些小珠更好地固定在钢丝绳上。这些分隔件在其中一个小珠卡在切口中的情况下塑性变形。在塑性变形中吸收能量，但是所有随后的小珠按照被称为“线塌陷”的现象累积。对于最硬的材料例如陶瓷和钢筋混凝土而言，这些小珠通过弹性体例如橡胶分隔开。在US4907564中可以找到相关的说明。在橡胶和钢丝绳之间优异的粘接将在小珠上的力传递给钢丝绳，同时吸收冲击。粘接在采用与粘接橡胶结合的镀铜钢丝绳时是最佳的，该组合在轮胎制造中是非常常见的。

小珠由被粘接外层包围的金属套构成。外层可以直接电解沉积在金属套上，如在WO02/40207中所述一样，或者如US3847569所述一样可以将它烧结成环状，并且随后焊接或型锻到金属套上。该外层包含有嵌入在金属或金属合金中的耐磨砂砾，通常为金刚石。在电解沉积的情况下，这通常为镍或镍合金。在烧结环的情况下，它可以包括钴、铜、黄铜、铁、钨、碳化钨(例如参见EP0486238)。如在US7089925B1中所述一样，也可以将该外层直接铜焊接(没有烧结)在金属套上。

内部钢丝绳的当前尺寸标准为3.5至5mm。小珠的外径为7至11mm。因此，在切口中至少要损失7至11mm的材料。因此，存在朝着直径更小的锯绳的趋势，这减小了切口尺寸。这种更小的切口尺寸在切断方面是有益的，因为更薄的切口从单块石块中同时能够获得更多的石板。通常，每米长度存在25至40个小珠，这些小珠沿着锯绳规则地间隔开。与硬石材相比，软石材每单位长度需要的小珠数量更少。

生产锯绳的方法通常如下：

生产出小珠；

选择钢丝绳作为载体；

将小珠拧在钢丝绳上，并且在它们之间设有或不设有弹簧；

通过将钢丝绳和小珠安放在合适的模具中来将热塑性聚合物或弹性体注射模塑在小珠之间。

在使用之前还可能将这些小珠打磨以便使之从一开始就切割良好。由于模具只能包含数量有限的小珠，这种制造锯绳的方法费力并且耗时，并且因此必须逐步涂覆钢绳。虽然该方法可以自动进行，但是在制造直径更小的锯绳时在生产率方面存在挑战。

还提出有其它制造锯绳的方法：

US4015931提出将烧结的耐磨元件直接焊接在紧凑钢丝绳上。这种焊接将影响钢丝绳的拉伸强度。可选的是，可以将其上铜焊接有耐磨元件的封闭环直接锁紧在钢丝绳上。这种连接太脆弱，从而不能将该环固定就位在钢丝绳上。

WO95/00275和DE2254328提出在钢丝绳的编织或成缆期间插入耐磨元件。这种方法会导致沿着钢丝绳的刚度不均匀以及在耐磨元件附近的钢丝过早失效。

JP2006102905和US6526960描述了具有其上螺旋缠绕有一根(或更多根)连续钢丝的聚合物外层的锯绳。该钢丝包括耐磨颗粒。

WO02/055248没有描述在本申请中所提出的锯切钢丝绳：它描述了适用于切割深度冷冻食物或粘土砖的切割绳。将切割件夹到钢丝绳上，但是不包括磨料，也没有用聚合物涂覆钢丝绳。

发明内容

本发明的主要目的在于提供能够按照有效方式制造出的锯绳。另一个目的在于提供尺寸能够减小的锯绳设计。还有一个目的在于提供能够在设计方面更简单的锯绳。还有一个目的在于提供能够按照任意尺寸以及每米具有任意小珠数量的方式经济地制造出的锯绳。还提供了用于制造这种锯绳的生产方法。该方法能够生产出长度很长的锯绳。

根据本发明的第一方面，披露了一种锯绳。与每种锯绳一样，它围绕着钢丝绳构成。这种钢丝绳由钢丝构成。钢丝通常由其最小碳含量为0.40wt％并且镁含量为0.40wt％至0.70wt％的碳素钢制成。可选的是，钢丝绳可以由不锈钢AISI型302/304、316和305制成，但是这是不太优选的。将这些钢丝绳冷拉伸以提高其拉伸强度。钢丝可以涂覆有耐腐蚀涂层例如基于锌或锌合金的涂层(例如锌铝)，或者它们可以涂覆有促粘接涂层例如黄铜合金。

钢丝绳通常为多股型，即：它由多股组合而成，每股由多根钢丝构成。典型的结构为19+6×7型钢丝绳。该钢丝绳包括具有19根钢丝的芯部，该芯部由每股包括7根钢丝的6股钢丝构成。这些钢丝股由围绕着中心钢丝扭绞的6根外部钢丝构成。芯部由在其上扭绞有第一组6根钢丝并且随后或同时扭绞有另外12根钢丝的大钢丝构成。根据直径和人们希望在这些钢丝股之间实现的间隙来选择钢丝直径和铺设长度。另一种可能的钢丝绳包括7根钢丝股，每根包括按照与19+6×7型芯部相同的方式扭绞在一起的19根钢丝。它被称为7×19。另一种普通的结构为7×7型钢绳，其中由扭绞在一起的7根钢丝(大钢丝和6根外部钢丝)构成的芯部钢丝股由扭绞在芯部上的6根钢丝股(具有中央钢丝并且还有扭绞在其上的6根外部钢丝)包围。钢丝绳的直径可以为3.5或5mm，但是本发明人相信可以有朝着直径为3mm甚至为2mm的更小钢丝绳的趋势。

钢丝绳涂覆有聚合物外层。聚合物外层的功能用来保持耐磨元件“小珠“，这些耐磨元件夹在其中不动，并且还用来使得钢丝绳与外部影响隔离。因此聚合物必须足够软以能够夹持住耐磨元件，但是同时它必须足够硬以承受石头耐磨。最重要的是，外层必须很好地粘接在钢丝绳上，因为如果不这样，在其中一个元件卡在切口中的情况下，耐磨元件将很容易脱离外层。在最低限度上，粘接强度应该如此，从而至少需要10×D×L牛顿来使得在钢丝绳中的单个耐磨元件切松。‘D’为钢丝绳的直径，并且‘L’为在耐磨元件之间的距离，这两者都以毫米为单位。例如，在直径为5mm并且小珠之间的相互间距为20mm的钢丝绳上的耐磨元件必须能够承受10×5×20即1000N的剪切力。因此在本发明中在聚合物和钢丝绳之间的粘接层的存在是优选的。

聚合物外层由热塑性聚合物优选热塑性弹性体制成，例如：热塑性聚聚氨基甲酸酯(例如可从Bayer买到的)或者聚醚嵌段酰胺(例如Arkema的)。聚聚氨基甲酸酯是最优选的，因为它组合了硬度和粗糙度的适当性能。为了实现足够的粘接，优选采用粘接剂底胶。合适的底胶为基于有机官能基硅烷、有机官能基钛酸酯或有机官能基锆酸酯的底胶。可选的底胶可以在市场上买到(商标为Chemosil(Henkel)或Chemlok(Lord公司))。这些的组分不是已知的，但是它们可能是基于环氧树脂。

可选的是，聚合物外层可以由弹性体例如橡胶制成。优选采用天然橡胶(NR)或苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)。在与适当的硫、填充剂(例如碳)、催速剂和钴盐混合时，可以在镀铜或镀锌钢丝绳上实现优异的粘接。黄铜或锌涂层用作粘接的底胶。基于铜、锌、锡、钴或铋之外的金属或合金的其它涂层也可以用作橡胶的粘合剂底胶。可以通过标准试验对橡胶的配方进行改良，从而能够实现足够的粘接程度。可选的是，可以采用Chemosil/Chemlok型底胶来与橡胶实现良好的粘接。

钢丝绳在封闭金属套之前用聚合物涂覆。可选的是，在将金属套围绕着钢丝绳封闭之后用聚合物涂覆钢丝绳。

金属套可以在金属套封闭之前涂覆耐磨层。可选的是，可以在将套围绕着钢丝绳封闭之后用耐磨层涂覆金属套。

耐磨元件包括金属套和耐磨外层。有关本发明锯绳的特征在于，金属套包括用于将金属套围绕着钢丝绳封闭的封闭部或连接部。聚合物外层可以将耐磨元件保持就位。

可选的是，金属套可以夹持在钢丝绳的聚合物外层上，而不是夹持在钢丝绳自身上。金属套由金属制成。金属必须足有足够的强度以便在锯切作业期间保持其形状。优选的是，采用含铁合金。因此，碳素钢是良好的选择，尽管不锈钢因此不是优先选择。

术语“套”应该不是狭义解释。在本发明的范围内考虑下面类型的套：

a.具有机械封闭部的圆筒形元件，该机械封闭部围绕着带外层的钢丝绳封闭，如围绕着带外层钢丝绳封闭的夹子。该封闭物可以相对于钢丝绳的轴线平行或倾斜。

b.由例如通过焊接连接在一起的两个(甚至可能更多个)半段形成的圆筒形元件。优选地，焊接为激光焊接。连接部可以相对于钢丝绳的轴线平行或倾斜。

c.与上面‘a’或‘b’那些一样的多个圆筒形元件，它们机械互锁并且另外焊接在锁紧部处。

d.具有一匝或多匝的紧密缠绕钢丝，其中端部电焊或激光焊接在相邻绕组上，从而线圈的端部不会松开。焊接也可以在线圈的相邻绕组的整个长度上进行。连接部在该情况下总是与钢丝绳的轴线倾斜，并且甚至为曲线形。

e.‘d’的钢丝可以具有圆形或扁平或椭圆形形状。扁平形状导致与聚合物的接触面积更大。圆形钢丝能够很好地压入到聚合物外层中。

f.尤其优选的是，套由其较厚的中间部分朝着边缘向下倾斜的扁平钢丝形成，并且呈双曲线外形。在将钢丝弯曲成套形状之后，该圆筒形元件呈现出大致单叶双曲面内表面。

优选的是，套具有带纹路或带结构的内侧表面，该内侧表面使得聚合物能够进入到内侧表面结构以便更好地将套夹持在聚合物外层上。也存在不同的可能性来提供这种成形的表面：

a.在缠绕圆形钢丝的情况下，相邻的匝相互焊接，套的内侧类似为夹持到聚合物中的带螺纹表面。

b.在缠绕圆形钢丝的情况下，耐磨颗粒可以位于钢丝的整个外表面上。在缠绕到聚合物外层上时，到达线圈内侧的耐磨颗粒夹持到线圈中并且改善了耐磨元件的固定。

c.可选的是，在套为圆筒形时，圆筒形封闭套的内侧可以设有螺纹，之后在将它封闭在带外层的钢丝绳上之前切割套。

d.在将扁平钢丝缠绕到带外层的钢丝绳上时，可以在夹持到聚合物中的钢丝的侧面上形成脊部。

e.可选的是，‘d’的脊部可以为锯齿状。锯齿部夹持到聚合物外层中。

f.可选的是，可以在扁平钢丝中形成纵向沟槽。在形成该套之后，这些沟槽形成在套中的圆周沟槽。

g.可选的是，可以在夹持到钢丝绳的聚合物外层中的内表面上形成孔或棱锥部。

可以通过利用在其自身上的粘合剂底胶或者与套的带结构内侧表面的结合来改善聚合物外层对套的保持。基本上，可以采用在钢丝绳和聚合物外层之间实现粘接的这些底胶来使得套粘接在聚合物外层上。但是，这些底胶不必是相同的。非限定示例有：

采用有机官能基硅烷来将聚合物外层粘接到钢丝绳上，并且采用Chemosil基底胶将套粘接在外层上。

采用黄铜涂层作为底胶来实现与橡胶的粘接，同时采用Chemosil基底胶来将套粘接在外层上。

在将套封闭在带涂层或不带涂层钢丝绳上之前或之后，将耐磨涂层涂覆到套上。涂覆耐磨涂层的方式如下：

通过铜焊(“通过铜焊接”)将粘接层粘接在套上。铜焊接为金属焊接，其中将金属和耐磨颗粒的粉末混合物熔融到套上。焊料组分的所有金属必须经过液相并且形成合金。典型的黄铜合金组分至少包含锡、铜、镍、钴、铁和银中的至少两种。尤其优选的是，合金为钴基的例如Fe-Cu-Co-Ag或Co-Cu-Sn。

这些套可以电解涂覆有含有耐磨颗粒以及例如镍(“通过沉积”)的涂层。其它适用的镍合金为Ni-Co、Ni-Mn或Ni-Co-Mn。

优选的是，这些套通过激光熔覆、热喷射或等离子喷射(在下文中这些技术被称为“通过包覆”)涂覆有耐磨层。最优选的是激光熔覆技术。在该技术中，通过喷嘴将金属粉末和耐磨颗粒喷吹到套上的焊接位置上。通过高能激光对套焊接位置进行预加热，并且所供给的金属粉末熔融同时耐磨颗粒被推入到其中。在冷却之后，与套形成非常好的结合。金属粉末和耐磨颗粒可以通过单个喷嘴混合提供。或者它们可通过独立喷嘴喷射到热的焊接位置上。气体必须为保护性气体，通常为氩气，以便防止耐磨颗粒和金属在强烈的激光束中氧化。金属粉末必须具有较高的熔融温度(例如400℃-900℃)，但是不要太高，以便不会损坏耐磨颗粒。优选的是，上述黄铜合金或黄铜适用于金属粉末(即铜基合金)。示例为CuSn20Ti13(即具有20wt％锡和13wt％钛并且剩余为铜的铜合金)或者FeNiCr。

激光熔覆技术也是优选的，因为可以在用耐磨涂层涂覆套的同时通过包覆的焊接动作来封闭套。在该情况下，耐磨层材料还用作焊料。

这里也不排除上面技术的任意组合。例如，铜焊层还可以补充激光熔覆粘接层以便更好地固定耐磨颗粒。

对于锯绳的使用寿命而言尤为重要的是，基体材料以与耐磨颗粒相同的速度磨损。如果基体材料太软，则它将磨损并且使得耐磨颗粒脱开太快，而在基体材料太硬时，锯绳的锯切性能将会受到影响。

耐磨颗粒可以为超耐磨颗粒例如金刚石(天然的或人造的，由于其更低的价格和其晶粒易碎性所以后者更优选一些)、立方氮化硼或其混合物。对于要求更少的用途而言，可以采用例如碳化钨(WC)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al₂O₃)或氮化硅(Si₃N₄)，虽然它们更软，但是它们明显比金刚石更便宜。最优选的是金刚石。

为了用在锯绳中，40/50US粒度的颗粒尺寸是最合适的(US ASTME 11标准)。40目筛子具有420μm的孔，其中可以通过更小尺寸的颗粒。平均大于297μm的颗粒将被50目筛子(具有297μm的孔)阻挡。剩余颗粒的平均尺寸大约为427μm。

在每100mm³的耐磨层材料中应该有大约10至50mg或0.05至0.25ct的金刚石(1克拉为200毫克(mg))。但是，该金刚石量在很大程度上取决于锯绳的直径和小珠的长度。

根据本发明的第二方面，披露了一种生产锯绳的方法。该方法包括以下步骤：

a.提供钢丝绳。该钢丝绳为在前面段落[0011]中所述的类型，即7×7、19+6×7、7×19型或类似的由碳素钢制成的钢丝绳。

b.优选的是，钢丝绳在施加套(参见段落[0013])之前用粘合剂底胶涂覆。这种粘合剂底胶可以在钢丝绳制造之前例如在设想金属粘合剂底胶例如黄铜或锌用于橡胶时涂覆在钢丝上(参见段落0014)。

c.用聚合物外层涂覆钢丝绳。如在段落[0013]和[0014]中所述一样聚合物可以为热塑性聚合物或弹性体。

d.提供在段落[0017]中所述的那种开口金属套。

e.用机械型连接部或焊接部封闭开口的金属套。

f.根据如在段落[0017]中所述的“铜焊”、“沉积”或“包覆”的方法在金属套上提供耐磨外层。

第一优选的生产顺序(‘顺序一’)如下：

提供钢丝绳(步骤‘a’)；

任选的是给钢丝绳提供底胶(步骤‘b’)；

用聚合物外层涂覆钢丝绳(步骤‘c’)，

对于该顺序步骤而言，优选的是通过挤出成形工艺，由此一次涂覆钢丝绳的整个长度；

提供开口金属套(步骤‘d’)；

用连接部封闭金属套(步骤‘e’)，

这些金属套按照彼此呈固定或变化的间距的方式一个接一个直接封闭到聚合物外层上；

在金属套上形成耐磨外层(步骤‘f’)。

在该步骤中，优选通过‘沉积’或通过‘包覆’来完成，因为这些技术在采取必要的设置的情况下给予聚合物外层的热负载最小。

优选的是，步骤‘e’和步骤‘f’在相同的步骤中合并，即立即封闭并且涂覆套。

第二但是同样优选的生产顺序(顺序二)如下：

提供钢丝绳(步骤‘a’)；

提供开口金属套(步骤‘d’)；

用连接部封闭金属套(步骤‘e’)，

这些金属套仍然能够围绕着钢丝绳自由转动；

在金属套上形成耐磨外层(步骤‘f’)，

在该步骤中，优选通过“包覆”或通过“铜焊”来完成，因为这样与金属套没有与钢丝绳接触时相比，对钢丝绳的热负载小的多。在采用“包覆”技术时，可以在涂覆耐磨外层的同时完成对金属套的封闭；

任选的是给钢丝绳提供底胶(步骤‘b’)；

用聚合物外层涂覆钢丝绳(步骤‘c’)，

在该顺序中，这通过注射模塑工艺来实现，并且通过步骤方式一步涂覆钢丝绳。

第三也是优选的生产顺序(顺序三)如下：

提供钢丝绳(步骤‘a’)；

任选的是给钢丝绳提供底胶(步骤‘b’)；

用聚合物外层涂覆钢丝绳(步骤“c”)，

对于该顺序步骤而言，优选的是通过挤出成形工艺，由此一次涂覆钢丝绳的整个长度；

提供开口金属套(步骤‘d’)。

优选的是，该套采用圆形或椭圆形并且长度较长的钢丝形式。该钢丝可以是笔直的或者预成形为螺旋形；

在金属套上形成耐磨外层(步骤‘f’)。

这里可以通过“沉积”或“包覆”或“铜焊”来完成，因为在钢丝绳和金属套之间根本没有任何热接触。优选的是，套只是涂覆在一面上(将位于锯绳的外侧上的那面)以节约耐磨材料，但是将套的所有侧面都涂覆具有能够更好地夹持到聚合物中的额外优点；

用连接部封闭金属套(步骤‘e’)。

优选的是，这是通过将涂有耐磨材料的钢丝缠绕在带外层的钢丝绳上、在缠绕一定匝数(例如三至十匝)之后切割该钢丝，并且通过激光熔覆将线圈的起始端和末端固定在相邻线圈匝上来实现的。可选的是，可以在彼此相邻的每个地方将这些线圈匝相互焊接。

为所有上述方法所共有的发明构思在于，将金属套封闭在钢丝绳上，而不是拧在钢丝绳上。因此，任意类型的金属套将示出有连接部。

附图说明

图1示出本领域所公知的锯绳。

图2示出具有焊接连接部的本发明锯绳的三个实施方案。

图3示出焊接的两个机械连接部。

图4示出金属套的横截面细节。

图5示出生产本发明的锯绳的两种方式。

图6示出优选的金属套的另一个截面细节。

具体实施方式

图1示出本领域所公知的锯绳100。由扭绞在一起的几股制成的钢丝绳12覆盖有聚合物外层14。钢丝绳的直径为‘D’。锯切开的小珠20、20’、20”以规则的间距间隔一距离‘L’。这些小珠由耐磨环18被固定(通常通过铜焊)在其上的短金属管16制成。耐磨环18由处于金属基体24中的耐磨颗粒22制成。短金属管成一体制成并且具有内螺纹(未示出)以由聚合物实现更好的夹持。

图2示出本发明锯绳的三个实施方案。图2a示出本发明锯绳200的第一实施方案。另外，锯绳212设有聚合物外层214。包括夹持到聚合物外层214中的金属套216的耐磨元件220以规定的间距设置(只示出一个耐磨元件，但是它们沿着钢丝绳以规则的间距重复)。在金属套的顶部上设有耐磨层218，耐磨层包含有固定在基体224中的耐磨颗粒222。本发明锯绳的特征在于，在金属套216中存在有连接部230。在该实施方案中，连接部为与锯绳轴线平行的焊接部230。

图2b示出本发明锯绳240的第二可选实施方案，其结构与第一实施方案基本上相同，但是连接部260相对于锯绳的轴线倾斜。还有，连接部260为焊接部。具有相对于钢丝绳轴线倾斜的连接部的优点在于，焊接部260更长，因此容易在操作期间将焊接部打开的作用在套250上的力在更长距离上分布，即每单位长度的焊接应力更小。

在图2c中，该构思还在于，焊接部290目前螺旋形成在耐磨元件280的金属套上，这给出了本发明锯绳的第三实施方案270。

图3示出金属套的不同类型连接部。

图3a示出为具有单个开口312的横截面的金属套310。该开口在314处斜切以便接收焊接部。

图3b示出由两个相等的半部320、320’构成的金属套。还有，这些端部在324处斜切以接收焊接部。

图3c示出由两个部件330、330’制成的金属锁。这些部件通过接合在凹槽332’中的脊部332相互锁合。虽然这种机械锁合不足以承受在锯切期间的力，但是耐磨层的涂覆将足以将这些部件锁在一起。

图3d示出其中连接部为曲线型的机械锁342。它由具有互锁燕尾端344的单个矩形金属部件构成。套340围绕着钢丝绳弯曲然后被机械锁合。还有，这种机械锁合必须通过涂覆粘接层来进一步加固。

在图4a和4b以及图6中示出耐磨元件的实施方案的横截面。

图4a示出具有形成金属套的带有向下弯曲边缘的成形基底钢丝402的耐磨元件400。通过无电镀镍方式将耐磨颗粒404带入到镍基体406中。因此，颗粒层受到一层耐磨颗粒的限制。

图4b示出耐磨元件410(如在图3b中所示的耐磨元件)，其中金属套412面对着聚合物外层的表面带有沟槽以便更好地夹持到聚合物中。耐磨层由通过激光熔覆带入到金属套412中的金刚石414与金属基体416一起构成。

图6示出剖开的套600，其中金属套的内表面610朝着边缘变薄。所得到的倒圆大致为双曲线或二次曲线形状。可以在内表面上形成沟槽620。采用这种双曲线或二次曲线形状的优点在于，当锯绳弯曲时，在锯绳上在金属套的出口和入口处不会产生任何急剧的弯曲。这大大提高了钢丝绳的使用寿命。而且，金属套的喇叭形端部使得聚合物材料在注射模塑期间能够很容易流入，从而导致锯绳在小珠中更好地对中。

图4a、4b和6的金属套可以用扁平钢丝制成并且成形为这种外形。该钢丝然后围绕着钢丝绳弯曲，并且随后通过焊接封闭。

图5示出生产锯绳的两种方式。生产锯绳270的第一种优选方式如下：

采用整体直径为4.5mm的具有19+6×7结构的镀锌钢丝绳502适于作为承载钢绳。采用由镀锌钢丝制成的钢绳实现了最佳的粘接效果。

有机官能基硅烷(例如氨丙基三甲氧基硅烷)最适用于作为粘合剂底胶。

在连续挤出成型中，可以将可从Bayer获得的聚聚氨基甲酸酯聚合物作为聚合物外层504涂覆到钢丝绳502上直到获得5.0mm的整体厚度。

将碳含量为0.40wt％的碳素钢丝506滚轧成型为在图4a中所示的形状，切割成大约50cm的长度，并且随后在无电镍浴中镀覆上平均粒径为430微米的块状金刚石。通过将面向下的条带铺设到镍浴的金刚石中来涂覆这些钢丝段。随后，在电解镍浴中加厚该镍层。

将这些条带缠绕到聚合物外层上，从而在相邻匝之间实际上没有留空间，同时两个延伸的端部被使用来保持线圈紧致(图5a的步骤(1))。

通过激光焊接机508来激光焊接在相邻线圈匝之间的接缝，并且在相同的操作中将端部激光切平(图5a的步骤(2))。在该步骤中，必须注意寻找正确的激光功率以便不会使得聚合物过热。

制造本发明锯绳200的第二优选方式如下(参见图5b)：

采取由直径为4.5mm的镀锌钢丝制成的19+6×7型钢丝绳550。

围绕着该钢丝绳，通过用激光焊接机554焊接将内径为5mm的由两个半部构成的在图3b中所示的那种金属套552封闭在钢丝绳上。由于金属套没有与钢丝绳直接接触，所以不存在任何对钢绳的加热。

之后，通过枪556进行激光熔覆将封闭的金属套552涂覆耐磨层。还有直径为430μm的块状金刚石是最适用的。所采用的基体由喷吹到激光焊接部的热焊接部位中的钴、铜和锡合金(CuSn20Ti13)粉末提供。这样，耐磨元件位于钢丝绳上，而不必将它拧在其上。这样，获得如在图4b中一样的耐磨元件。还有，由于金属套没有与钢丝绳接触，不会出现任何对钢丝绳的明显加热。

将钢丝绳浸泡在异丙醇中的有机官能基硅烷溶液中并且使之干燥(未示出)。

在聚合物外层(未示出)注射模塑成型之后，将耐磨元件558固定就位在模具中。由于在钢丝绳和金属套之间的间隙，聚合物注入到在两者之间的凹部中。金属套的带沟槽的内表面帮助将耐磨元件保持就位。

Claims (11)

1.一种锯绳，该锯绳包括其上覆盖有聚合物外层的钢丝绳、具有金属套和耐磨层的耐磨元件，所述耐磨层具有耐磨颗粒，所述金属套由所述聚合物外层保持以便沿着所述锯绳将所述耐磨元件成间隔地固定，所述耐磨层包括选自铁、镍、钴、锡、铜、钛、铬、银或它们的组合的金属基体，所述金属基体用于保持所述耐磨颗粒，其中，所述金属套通过激光熔覆而涂覆有所述耐磨层，其特征在于，所述金属套包括用于将所述金属套围绕着所述钢丝绳封闭的至少一个连接部，所述至少一个连接部为焊接部，其中所述耐磨层材料用作焊料。

2.如权利要求1所述的锯绳，其中所述连接部相对于所述锯绳的轴线是倾斜或弯曲的。

3.如权利要求1所述的锯绳，其中所述金属套的内表面具有单叶双曲面形状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的锯绳，其中所述金属套具有带结构的内侧表面，该内侧表面与所述聚合物外层接合。

5.如权利要求4所述的锯绳，其中所述带结构的内侧表面包括突起和/或凹部，突起具有棱锥部或平滑脊部或锯齿形脊部的形状。

6.如权利要求4所述的锯绳，其中所述带结构的内侧表面包括螺纹。

7.如权利要求1所述的锯绳，其中所述聚合物外层通过粘合剂底胶粘接在所述锯绳上，并且其中所述聚合物为热塑性聚合物，并且所述粘合剂底胶选有机官能基硅烷、有机官能基钛酸酯和有机官能基锆酸酯，并且至少需要10×D×L牛顿来使得在钢丝绳中的单个耐磨元件切松，其中‘D’为所述钢丝绳的直径、‘L’为在耐磨元件之间的距离，这两者都以毫米为单位。

8.如权利要求7所述的锯绳，其中所述金属套通过粘合剂底胶粘接在所述聚合物外层上。

9.如权利要求1所述的锯绳，其中所述耐磨层包括选自金刚石、立方氮化硼、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化钨、或它们的混合物的颗粒。

10.一种生产锯绳的方法，该方法包括按照如下顺序的以下步骤：

(1)提供钢丝绳；

(2)提供开口金属套；

(3)利用连接部将所述开口金属套围绕着所述钢丝绳封闭，所述连接部为焊接部，由此所述金属套仍然能够围绕所述钢丝绳自由地旋转；

(4)通过激光熔覆技术在所述金属套上设置耐磨外层；

(5)利用底胶处理带有金属套的钢丝绳；

(6)给所述钢丝绳涂覆聚合物外层。

11.如权利要求10所述的方法，其中以下步骤是同时地执行的，所述步骤为：

(3)利用连接部将所述开口金属套围绕着所述钢丝绳封闭，所述连接部为焊接部，由此所述金属套仍然能够围绕所述钢丝绳自由地旋转；和

(4)通过激光熔覆技术在所述金属套上设置耐磨外层。