CN102672276B - 一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法 - Google Patents

Abstract

一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，其特征在于：具体的加工过程如下：使用夹具将锯条毛坯件固定在工作平台上，沿着锯条毛坯件的中央部分纵向进行搅拌摩擦加工，其中摩擦加工的工艺参数为，加工工具转速200-4000转/分钟、行进速度20-1000毫米/分钟，然后，用线切割或激光切割方法将加工后的毛坯件沿中线切成两块半成品；将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条；该方法具有工艺流程短、成本低、易于操作等优点。

Description

一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法

技术领域

本发明涉及材料加工领域，特别提供了一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法。

背景技术

锯条在工业生产中应用广泛。锯条的工具部位为锯齿，这一区域在工作时受到反复的拉压、扭转、剪切、磨损等作用，常出现断齿或是变钝现象而失效。因此，这一区域对材料的综合力学性能要求非常高。常规的锯条生产方法是采用挤压、轧制等塑性变形方式成形，然后通过淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等工艺处理，形成锯条。但由于这类传统加工方法对于材料的晶粒细化作用有限，现有情况下已不可能大幅提高锯条的力学性能。另一种方法是用电子束将特殊合金锯条带焊到金属基体上，然后对合金部分进行上述工艺形成双金属锯条，但这种方法成本很高。

在不改变材料成分的条件下细化其微观组织，获得细晶/超细晶甚至是纳米晶组织是实现材料力学性大幅提升的有效手段。细晶/超细晶材料的综合力学性能优于粗晶材料，其制备比纳米晶材料更容易，因此细晶材料的制备具有重要应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，以解决以往锯条中出现的易断齿和变钝的问题。

本发明提供一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，通过剧烈的材料塑性变形，使该区域组织细化、致密化、均匀化，获得细晶/越细晶组织，其力学性能得以大幅改善，从而提高使用寿命，其特征在于：具体的加工过程如下(如图1所示)：

——将锯条毛坯件1放在工作台2上，然后用卡具3紧固；

——沿着锯条毛坯件的中央部分使用工具4沿纵向方向进行搅拌摩擦加工，其中搅拌摩擦加工的工艺参数为，加工工具转速200-4000转/分钟、行进速度20-1000毫米/分钟，然后，用线切割或激光切割方法将加工后的毛坯件沿中线按锯齿形切开两块，形成半成品；

——将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条。

其中，所述的锯条毛坯件为经热加工或热处理后的软态，且锯条毛坯件的厚度为2-10mm、宽度为成品件宽度的2倍以上。

为了提高锯条毛坯件的冷却速度和增加强化效果，可在搅拌摩擦加工时对锯条毛坯件吹压缩空气冷却，或是放入水中或温度为-80℃～0℃的过冷液中进行加，如图2所示；所述的搅拌摩擦加工为单道次或多道次搭接搅拌摩擦加工，其中，多道次搭接搅拌摩擦加工中的搭接率为30-100％，且多道次加工时前后相邻道次之间具有一定的重复部分，该重复部分面积占单独道次面积的比率称为搭接率。

本发明提供的提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，适用于材质为碳钢或合金钢的锯条。

目前已有多种制备细晶/越细晶材料的塑性加方法，作为一种新的强塑性变形加工手段，搅拌摩擦加工是制备大尺寸块体细晶材料的有效方法。搅拌摩擦加工过程中，在高速旋转工具的摩擦与搅拌作用下，加工区域温度迅速升高并发生高应变速率的强塑性变形，原始粗大组织被破碎，并通过动态再结晶形成细小的晶粒。与制备超细晶材料的其它强塑性变形手段相比，搅拌摩擦加工具有高效、快捷、易于控制等优点，其过程类似于机械加工，易于实现机械化、自动化，且无有害物质产生，绿色环保。

附图说明

图1为锯条的装卡与搅拌摩擦加工示意图；

图2为锯条搅拌摩擦加工时的冷却示意图。

具体实施方式

实施例1

使用夹具将锯条毛坯件固定在工作平台上，如图1所示。然后对3mm厚的T8A共析钢锯条坯料进行搅拌摩擦加工，采用转速600rpm、行进速度200mm/min的工艺参数，再用线切割沿中线切成两块半成品；将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条。T8A共析钢锯条的加工区由轧制态粗晶变为等轴状再结晶组织,平均晶粒尺寸由20μm减少到8μm，其屈服强度提高70％，硬度提高80％，延伸率提高200％，零件使用寿命提高70％。

实施例2

使用夹具将锯条毛坯件固定在工作平台上，如图1所示。然后对2mm厚的T12过共析钢锯条坯料进行搅拌摩擦加工，采用转速500rpm、行进速度300mm/min的工艺参数，在风冷条件下进行；再用线切割沿中线切成两块半成品；将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条。T12过共析钢锯条的加工区由轧制态粗晶变为等轴状再结晶组织，平均晶粒尺寸由30μm减少到5μm，其屈服强度提高100％，硬度提高130％，延伸率提高100％，零件使用寿命提高90％。

实施例3

使用夹具将锯条毛坯件固定在工作平台上，如图1所示。然后对2mm厚的高速钢进行搅拌摩擦加工，采用转速400rpm、行进速度100mm/min的工艺参数，在水冷条件下进行，再用激光切割方法沿中线切成两块半成品；将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条。高速钢的加工区由轧制态粗晶变为等轴状再结晶组织，平均晶粒尺寸由25μm减少到0.8μm，其屈服强度提高150％，硬度提高200％，延伸率提高50％，零件使用寿命提高1倍以上。

Claims (4)

1.一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，其特征在于：具体的加工过程如下： 

——将锯条毛坯件（1）放在工作台（2）上，然后用卡具（3）紧固； 

——沿着锯条毛坯件的中央部分使用工具（4）沿纵向方向进行搅拌摩擦加工，其中搅拌摩擦加工的工艺参数为，加工工具转速200-4000转/分钟、行进速度20-1000毫米/分钟，然后，用线切割或激光切割方法将加工后的毛坯件沿中线切开两块，形成半成品； 

——将半成品的加工区进行淬火、回火、开齿、分齿、喷砂等常规工艺处理，形成锯条； 

所述的锯条毛坯件为经热加工或热处理后的软态，材质为碳钢或合金钢，厚度为2-10mm、宽度为成品件宽度的2倍以上。 

2.按照权利要求1所述的提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，其特征在于：在搅拌摩擦加工时对锯条毛坯件吹压缩空气冷却，或是放入水中或温度为-80℃～0℃的过冷液中进行加工。 

3.按照权利要求1所述的提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，其特征在于：所述的搅拌摩擦加工为单道次或多道次搭接搅拌摩擦加工。 

4.按照权利要求3所述的提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法，其特征在于：所述的多道次搭接搅拌摩擦加工中的搭接率为30-100％，其中，多道次加工时前后相邻道次之间具有一定的重复部分，该重复部分面积占单独道次面积的比率称为搭接率。