CN103600123A - 一种多金属锯条的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锯条的制造方法，公开了一种多金属锯条的制造方法，它是由多种金属齿材焊接到同一个锯带上经磨削而成，包括以下步骤，a.对齿材进行热处理或高温烧结处理；b.对锯带进行热处理；c.将步骤一中处理后的齿材焊接到锯带；d.将锯带上的齿材进行磨削成锯齿状。本发明采用分别由M51材料和硬质合金材料制成的锯齿交叉焊接在锯带上，其精度更高、更锋利、耐磨性更好，使用寿命长，且不易连续崩齿，硬质合金齿材用量少，齿材损耗少节约资源；锯带的材料为D6A材料或X32材料，其抗疲劳性能好，且X32材料刚性好不容易扭曲。
Description
技术领域
本发明涉及锯条的制造方法，尤其涉及了一种多金属锯条的制造方法。
背景技术
普通切割金属用的双金属锯条包括锯带和在锯带上的锯齿，锯带有弹簧钢制成，锯齿一般由高速工具钢制成，其工艺一般是采用在锯带上焊接高速工具钢后，在高速工具钢上切割出齿状锯齿，再通过热处理工艺后制成，该热处理是指为了增强锯齿的硬度和耐磨性而进行的淬火。淬火时的温度高达1200℃，但高速工具钢的淬火温度比弹簧钢的淬火温度高许多，且锯带和锯齿是一起进行淬火的，因此淬火温度过高会影响锯带的金属结构，使其表面产生碳化物，影响锯带的抗疲劳性，从而降低锯带的使用寿命，而如果淬火温度过低，会使锯齿的硬度和耐磨性不高，从而影响锯条的切割效果。如果分别将锯带和锯齿分开进行淬火，淬火后的高速工具钢将不能进行焊接。且硬质合金的齿材脆性大，冲击稍大就容易出现连续崩齿，碎裂的齿材在锯缝中未及时排出将对下一颗齿尖产生冲击，从而势必造成齿尖全部碎裂，导致整根带锯报废，降低锯条的使用寿命；齿材损耗较高，制造成本颇高；锯条的制造工艺中，齿尖成型采用铣削成型，切割出的各刀面其光洁度不高，锋利度也不高。
发明内容
本发明针对现有技术中使用寿命较低、齿材耗损较高等缺点，提供了一种使用寿命长、可节约资源节省成本、增强了锯条对被切削材料的适应性的多金属锯条的制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种多金属锯条的制造方法，包括以下步骤，
步骤一：齿材为M51材料和硬质合金材料，将M51材料切割成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0mm的圆柱体颗粒后，对M51材料进行热处理；将硬质合金材料由模具压制成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0cm的硬质合金齿材颗粒后，对硬质合金材料进行高温烧结处理；锯带的材料为D6A材料或X32材料，对锯带进行热处理；
步骤二：将齿材焊接到锯带上；
步骤三：将锯带上的齿材进行磨削成锯齿状。
作为优选，切割成圆柱体颗粒的M51材料经过超声波清洗其表面的油污后进行热处理，热处理包括将清洗油污后的M51材料放入温度为1185～1200℃的真空炉里进行淬火，淬火时间为10～30min，淬火后将其浸入液氮中进行深冷处理淬火后将其浸入温度为-230～-190℃的液氮中进行深冷处理，其冷却环境的压力为8～9bar，保温1～2小时后让M51材料自然升温至20～30℃后进行回火，处理完成后进行回火，回火温度为500～600℃之间，回火时间为1～2h，然后冷却至20～30℃，回火步骤为2至3次完成。深冷处理是为了提高齿材的耐磨性，回火的目的是为了齿材的二次硬化。
作为优选，将模具压制后的硬质合金齿材颗粒置于烧结温度为1400～1470℃的真空烧结炉中进行烧结，烧结时间为1～3h。
作为优选，锯带的热处理是将清理油污后的锯带放入淬火温度为800～900℃、中间为油冷、回火温度为400～600℃的回火炉中分别进行淬火和回火，最后成型的HRC为48～50。
作为优选，钢带热处理步骤中钢带在回火炉中的走带速度为每分钟1～3米。
作为优选，将热处理后的M51材料和高温烧结处理后的硬质合金材料均进行表面镀镍处理，镍的厚度为10～20um。镀镍可提高齿材与锯带的焊接性能，其包括焊接均匀性、焊接强度等。
作为优选，步骤二中的焊接是将进行表面镀镍处理后的M51材料和进行表面镀镍处理后的硬质合金材料交叉焊接在热处理后的锯带上。
作为优选，步骤三中的磨削是利用金刚砂轮或CBN砂轮进行磨削，磨削面包括前刀面、后刀面及侧刀面。锯齿上设有前刀面、后刀面及侧刀面。金刚砂轮不易磨损且不用补偿，CBN砂轮易磨损需要补偿。
在本发明里，由于M51材料切割的圆柱体和硬质合金材料由模具压制成的硬质合金齿材颗粒，它们的高度均较小，所以统称高度为厚度。
M51、D6A和X32都是美国钢材牌号；D6A和X32都属合金弹簧钢，都被广泛用于带锯条生产上，X32为近年来才被推广应用，X32合金元素Cr含量高于D6A，其抗疲劳能力及抗拉强度都优于D6A，但材料成本高于D6A。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
采用分别由M51材料和硬质合金材料制成的锯齿交叉焊接在锯带上，其精度更高、更锋利、兼顾耐磨性和抗冲击性，使用寿命长，且不易连续崩齿，硬质合金齿材用量少，齿材损耗少节约资源；锯带的材料为D6A材料或X32材料，其抗疲劳性能好，且X32材料刚性好不容易扭曲；具体如下：
1.锯带上的齿尖成型采用磨床替代铣床，使得各刀面更光洁，锋利度更高；
2.用磨床磨削形成侧角从而取消分齿工艺，其带锯精度更高，且被切削面更光洁；
3.用硬质合金材料替换部分M51材料，其带锯耐磨性更好，使用寿命更长；
4.齿材和锯带分体热处理，能分别调整热处理温度，利于发挥各自的性能，使用寿命增长；
5.用圆柱状的锯齿替代连续扁丝，可减少齿材的损耗，节约资源节省成本；
6.M51材料耐冲击性强，碎裂的齿材将被M51材料制成的锯齿排出锯缝，阻止了带锯单颗崩齿引起的报废，增强了带锯对被切削材料的适应性。
附图说明
图1是本发明的制作工艺流程图。
图2是锯条的主视图。
图3是图2的I部放大图。
图4是图2的左视图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—锯带、2—齿材、3—前刀面、4—后刀面、5—侧刀面。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种多金属锯条的制造方法，如图1至图4所示，包括以下步骤，
步骤一：齿材2为M51材料和硬质合金材料，对M51材料进行热处理，对硬质合金材料进行高温烧结处理；具体操作如下：
M51材料进行热处理前先切割成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0mm的圆柱体，然后经过超声波清洗其表面的油污，之后进行热处理；热处理是将清洗油污后的M51材料放入温度为1185～1200℃的真空炉里进行淬火，持续15min后，也可以是10min或30min或10～30min之间的任意值，将其浸入温度为-230～-190℃的液氮中进行深冷处理，深冷处理也是在真空炉里进行，其冷却环境的压力为8～9bar，保温1～2小时后自然升温至30℃后进行回火，也可以升温至20℃或20～30℃之间的任意值后再进行回火，回火温度为600℃，也可以是500℃或500～600℃之间的任意值，回火时间为1.5h，也可以是1h或2h或1～2h之间的任意值，然后自然冷却至25℃后，也可以是20℃或30℃或20～30℃之间的任意值，回火次数为2次，也可以是3次，齿材2最后成型的HRC为68～70。回火次数无需超过3次，超过3次会增加成本且回火效果也不明显了；对回火冷却后的M51材料进行表面镀镍处理，镍的厚度为10um，也可以是10um或20um或10～20um之间的任意值。
硬质合金材料进行高温烧结处理前先由模具压制成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0cm的硬质合金齿材颗粒，然后进行高温烧结处理；高温烧结处理是将硬质合金齿材颗粒置于烧结温度为1400℃的真空烧结炉中进行烧结，当然烧结温度也可以是1470℃或1400～1470℃之间的任意值，烧结时间为1.5h，也可以是1h或3h或1～3h之间的任意值；将高温烧结处理后的硬质合金材料进行表面镀镍处理，镍的厚度为10um，也可以是10um或20um或10～20um之间的任意值。
对锯带1进行热处理；锯带1的材料为D6A材料，也可以是X32材料，具体操作如下：
a.锯带1进行热处理前先进行压平、校直，然后进行修边，之后清洗锯带1表面的油污。
b.锯带1的热处理：将清理油污后的锯带1放入淬火温度为800℃、中间为油冷、回火温度为500℃的回火炉中进行淬火和回火，当然淬火温度也可以是900℃或800～900℃之间的任意值，回火温度也可以是400℃或600℃或400～600℃之间的任意值，锯带1从回火炉中穿过的速度，即走带速度为每分钟2m，也可以是1m或3m或1～3m之间的任意值，锯带1最后成型的HRC为48～50。
c.齿槽切割：将热处理后的锯带1进行抛光表面处理，再用激光式冲床在锯带1上切割齿槽，齿尖的间距不相等。各个齿尖的间距不相等是为了消除锯切时产生共振，降低噪音。
步骤二：将齿材2焊接到锯带1；焊接后即为称为锯条。
焊接是将进行表面镀镍处理后的M51材料和进行表面镀镍处理后的硬质合金材料交叉焊接在进行了齿槽切割后的锯带1上，焊接方式采用隔开式电阻焊，隔开式电阻焊的焊接速度快、效率高，且设备体积小，可减少锯条制作设备的体积。
焊接时间为0.001s，也可以是0.0001s或0.1s或0.0001～0.1s之间的任意值，其焊接时的压力为2bar，也可以是1bar或1～2bar之间的任意值，电流为1000A，也可以是800A或800A～1000A之间的任意值，电压为10V或15V或10～15V之间的任意值。
步骤三：将锯带1上的齿材2进行磨削成锯齿状。
磨削是采用磨床，并利用金刚砂轮进行磨削成锯齿，也可以是CBN砂轮进行磨削，同一个锯齿上的磨削面包括前刀面3、后刀面4及侧刀面5，磨削的速度为4m，也可以是5m或4～5m之间的任意值，金刚砂轮和CBN砂轮的转速为9000r/min，也可以是8500r/min或9500r/min或8500～9500r/min之间的任意值，金刚砂轮和CBN砂轮的粒度为100#～200#，金刚砂轮采用金刚砂电镀结合，CBN砂轮均采用陶瓷和树脂作为结合剂。
步骤四：将焊接好的锯带1进行喷砂包装。齿材2焊好且磨削后即为锯条，锯条进行喷砂包装。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一：齿材为M51材料和硬质合金材料，将M51材料切割成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0mm的圆柱体颗粒后，对M51材料进行热处理；将硬质合金材料由模具压制成直径为2.0～3.0mm、厚度为1.6～2.0cm的硬质合金齿材颗粒后，对硬质合金材料进行高温烧结处理；锯带的材料为D6A材料或X32材料，对锯带进行热处理；
步骤二：将齿材焊接到锯带上；
步骤三：将锯带上的齿材进行磨削成锯齿状。
2.根据权利要求1所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：切割成圆柱体颗粒的M51材料经过超声波清洗其表面的油污后进行热处理，热处理包括将清洗油污后的M51材料放入温度为1185～1200℃的真空炉里进行淬火，淬火时间为10～30min，淬火后将其浸入液氮中进行深冷处理淬火后将其浸入温度为-230～-190℃的液氮中进行深冷处理，其冷却环境的压力为8～9bar，保温1～2小时后让M51材料自然升温至20～30℃后进行回火，处理完成后进行回火，回火温度为500～600℃之间，回火时间为1～2h，然后冷却至20～30℃，回火步骤为2至3次完成。
3.根据权利要求1或2所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：将模具压制后的硬质合金齿材颗粒置于烧结温度为1400～1470℃的真空烧结炉中进行烧结，烧结时间为1～3h。
4.根据权利要求1或2所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：锯带的热处理是将清理油污后的锯带放入淬火温度为800～900℃、中间为油冷、回火温度为400～600℃的回火炉中分别进行淬火和回火，最后成型的HRC为48～50。
5.根据权利要求4所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：钢带热处理步骤中钢带在回火炉中的走带速度为每分钟1～3米。
6.根据权利要求1所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：将热处理后的M51材料和高温烧结处理后的硬质合金材料均进行表面镀镍处理，镍的厚度为10～20um。
7.根据权利要求6所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：步骤二中的焊接是将进行表面镀镍处理后的M51材料和进行表面镀镍处理后的硬质合金材料交叉焊接在热处理后的锯带上。
8.根据权利要求1或7所述的一种多金属锯条的制造方法，其特征在于：步骤三中的磨削是利用金刚砂轮或CBN砂轮进行磨削，磨削面包括前刀面、后刀面及侧刀面。
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