CN103962644B

CN103962644B - 一种双金属带锯条的制造工艺

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Publication number: CN103962644B
Application number: CN201410071406.9A
Authority: CN
Inventors: 赵先锐; 张梦贤; 方航; 方一航; 霍颜秋; 徐爱娇; 张建宇
Original assignee: Wenling Tiangong Volume Cutting Tools Technology Service Center Co ltd; WENLING GONGLIANG CUTTING TOOL INDUSTRY ASSOCIATION; Taizhou University
Current assignee: Wenling Tiangong Volume Cutting Tools Technology Service Center Co ltd; WENLING GONGLIANG CUTTING TOOL INDUSTRY ASSOCIATION; Taizhou University
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: CN103962644A

Abstract

本发明提供了一种双金属带锯条的制造工艺，属于带锯条制造技术领域。它解决了现有带锯条的制造工艺制造出的带锯条疲劳强度较低、使用寿命短的问题。本双金属带锯条的制造工艺包括以下步骤：A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢；B、焊接：根据双金属带锯条的尺寸，将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，得到一级半成品；C、初加工：对一级半成品进行矫直，并按照设计的齿形，在一级半成品锯齿材料的边缘铣出锯齿，得到二级半成品；D、热处理：对得到的二级半成进行热处理，得到三级半成品；E、表面精加工：对三级半成品进行滚压处理。本发明加工出的带锯条疲劳强度好、使用寿命长的优点。

Description

一种双金属带锯条的制造工艺

技术领域

本发明属于带锯条制造技术领域，涉及一种双金属带锯条的制造工艺。

背景技术

双金属带锯条是一种金属切割下料的高新技术产品，广泛应用于机械、化工、冶金、造船、航天、食品、电子、国防、建筑等行业。它与传统的弓形往复锯和圆盘锯相比，其切削精度和工作效率成倍提高、极大地降低了材料损耗，具有高精、高效、节能、降耗四大优势。双金属带锯条的问世，被誉为当今“金属下料工艺的一场革命”。双金属带锯条在世界制造业内，已经形成了举足轻重的庞大的独立产业。

据有关资料统计，到2011年，高速钢带锯条在双金属带锯条市场中占有率为93%以上。可见，“高速钢双金属带锯条”的市场规模在双金属带锯条系列中占有绝大部分的比例。双金属带锯条由美国多尔公司(DOALL)于上个世纪60年代率先发明并投入使用后,德国、日本、英国等发达国家迅速开始了对双金属带锯条的开发。直到1985年底,我国才诞生了第一批国产双金属带锯条。目前，双金属带锯条的核心技术仍然为国外公司所垄断。国内的带锯条性能很难达到先进水平。主要存在以下问题：1、原材料质量问题；2、双金属带锯条的热处理问题。其中热处理问题最大，热处理后获得合理的硬度和金相组织，对双金属带锯条的寿命会产生很大影响。传统的双金属带锯条由于热处理不合理，导致双金属带锯条在使用过程中，疲劳抗力使薄的锯片在根部容易产生疲劳裂纹；另外，热处理之后，产生的残余压应力是不可避免，而且往往是有害的，传统技术中对热处理之后的带锯条进行喷砂处理，容易造成带锯条的锯齿受砂粒飞钝化影响，同时还会使得带锯条锯背和锯齿根部残余压应力分布不合理，使得带锯条的疲劳强度较低；此外，由于带锯条本身较薄，木材硬或进料速度快，锯割时的耗功就大，锯条在锯割木材时，由于锯齿部分和木材产生磨擦而受热膨胀伸长，从而使锯背张紧，这样，就容易造成锯背受力过大，引起锯背裂口。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种双金属带锯条的制造工艺，本发明所要解决的技术问题是提高双金属带锯条的疲劳强度，使双金属带锯条具有较长的使用寿命。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种双金属带锯条的制造工艺，该工艺包括以下步骤：

A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢；

B、焊接：根据双金属带锯条的尺寸，将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，得到一级半成品；

C、初加工：对一级半成品进行矫直，并按照设计的齿形，在一级半成品锯齿材料的边缘铣出锯齿，得到二级半成品；

D、热处理：将得到的二级半成品在1170℃～1200℃的温度条件下进行淬火处理2～5分钟，然后，再在-100℃～-150℃的温度条件下进行深冷处理10～30分钟，深冷处理结束后，再在540℃～550℃进行回火处理20～40分钟，回火处理结束后冷却至室温，得到三级半成品；

E、表面精加工：对三级半成品进行滚压处理，再对锯齿根部进行修磨处理，得到成品双金属带锯条。

本发明的双金属带锯条的制造工艺采用的Rm80钢具有较高的强度与良好的抗疲劳性能，由于带锯条从中部开始向两侧来回滚压，且滚压的力度由中部向两边逐渐减轻，这样的滚压工艺使得带锯条的中部伸长，使带锯条产生延伸变形，即可提高带锯条的表面硬度和抗拉强度，从而提高带锯条的刚性。理论分析和实验结果都表明，本发明采用的滚压工艺能确保锯背和锯齿根部具有合理的残余压应力分布，提高锯条的疲劳强度。锯齿根部通过修磨处理，能够减少表面加工缺陷对表面疲劳性能的影响。Rm80钢含有较多的Cr、Mo、V碳化物形成元素，经1170℃～1200℃奥氏体化后，淬火组织中尚残留着少量细小碳化物颗粒，使组织得以细化。本发明通过增加深冷处理工艺，能确保回火的充分程度。经过-100℃～-150℃深冷处理后的Rm80钢的力学性能普遍高于常规回火工艺，可以增强工件的耐磨性和强韧性，从而提高工件的使用寿命。经过深冷处理后的高速钢残留奥氏体量减少，能提高硬度，稳定组织，最终达到提高刀具寿命之目的。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，步骤A中所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：

C：1.0～1.20%，W：1.0～2.0%，Mo：9.0～10.0%，Cr：4.0～4.1%，V：1.15～1.25%，S：0.001～0.002%，P：0.005～0.015%，Co：8.0～9.0%，Si：0.3～0.4%,Mn:0.1～1.0%，其余为铁。

作为进一步的优选，所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：

C：1.10%，W：1.65%，Mo：9.5%，Cr：4.05%,V：1.20%,S：0.0015%,P：0.010%,Co：8.20%,Si：0.36%，Mn：0.60%，其余为铁。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，步骤A中所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：

C：0.3～0.4%，Cr：2.0～4.0%，Mo：1.0～3.0%，Ni：0.3～0.7%，V：0.2～0.5%；S：0.0010～0.0020%，P：0.005～0.02%，Mn：0.5～0.7%；Si：0.3～0.6%，其余为铁。

作为进一步的优选，所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：

C：0.35%，Cr：3.05%，Mo：1.98%，Ni：0.54%，V：0.36%；S：0.0015%，P：0.010%，Mn：0.68%；Si：0.46%，其余为铁。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，所述步骤A中所述锯齿材料和锯背材料预先经过退火处理。作为进一步的优选，所述退火处理为球化退火处理。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，所述步骤B中采用激光焊接的方式将锯齿材料和锯背材料相焊接。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，所述步骤B和步骤C之间对焊接部位进行去应力退火处理，所述去应力退火处理的温度为650℃～800℃。作为最优选，所述退火处理的温度为720℃。采用激光异种材料焊接工艺，在焊合区产生大量的残余应力。焊接部位进行去应力退火能够消除焊接过程中产生的大量残余应力，提高焊接部位的力学性能，提高锯条的使用寿命。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，步骤D中所述淬火处理的温度为1175℃～1185℃，且采用光亮淬火油淬火；所述深冷处理的深冷温度为-110℃～-130℃。采用光亮淬火油淬火具有冷却速度快，高温抗氧化性极佳的优点，能使双金属带锯条的表面保持光亮，同时提供最大硬度及最小变形，使用寿命长。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，作为优选，步骤D中所述回火处理的次数为三次，在每次回火处理结束后采用氮气吹冷至室温，再升温至540℃～550℃进行回火处理。滚压处理采用从中心部位向锯背和锯齿根部交替进行。

在上述的双金属带锯条的制造工艺中，优为优选，步骤E中所述滚压处理具体为：

由中心部位向锯背和锯齿根部来回滚压交替进行，滚压力度中部大向两边逐渐减小，锯齿根部留12～16毫米宽度不压，压完一面后，将带锯条翻过来对另一面进行滚压，完成滚压操作。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、增加了深冷处理工艺，确保了回火的充分程度，能提高硬度，稳定组织，最终达到提高刀具寿命之目的。

2、本双金属带锯条锯背材料的选材为Rm80钢,该锯背材料的选择确保了短时间高温加热时，背材并不过热现象。

3、滚压工艺替代了原先的喷砂工艺，确保了锯齿不受砂粒飞钝化影响，同时使残余压应力分布更加合理，提高了表面的疲劳性能。

4、增加了锯齿根部的修磨处理，可以减少表面加工缺陷对表面疲劳性能的影响。

附图说明

图1是本发明双金属带锯条的锯背金相组织图(×1000)。

图2是本发明双金属带锯条的锯齿金相组织图(×500)。

图3是本发明双金属带锯条焊接部位的金相组织图(×200)。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例１

本实施例的又双金属带锯条的制造工艺如下：

A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢；所述锯背材料和锯齿材料优选预先经过球化退火处理；

B、焊接：根据双金属锯条的尺寸，将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，得到一级半成品；所述焊接优选采用激光焊接；

E、表面精加工：对三级半成品进行滚压处理，再对锯齿根部进行修磨处理，得到成品双金属带锯条；

F、寿命检验：与现有技术的带锯条进行切削寿命试验，各选用10根带锯条，采用同样的切削条件，进行45钢切削试验，试验结果表明，使用新技术的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

实施例２

本实施例的双金属带锯条的制造工艺如下：

A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢，所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：C：1.10%，W：1.65%，Mo：9.5%，Cr：4.05%,V：1.20%,S：0.0015%,P：0.010%,Co：8.20%,Si：0.36%，Mn：0.60%，其余为铁；所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：C：0.35%，Cr：3.05%，Mo：1.98%，Ni：0.54%，V：0.36%；S：0.0015%，P：0.010%，Mn：0.68%；Si：0.46%，其余为铁；并预先对锯齿材料和锯背材料进行退火处理，作为优选，对锯背材料和锯齿材料的的退火处理具体为球化退火处理。

B、焊接：采用激光焊接的方式将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，焊接后对焊接部位进行去应力退火处理，去应力退火处理的温度为720℃，得到一级半成品；

D、热处理：对二级半成品进行淬火处理，所述淬火处理的温度为1180℃，保温时间为2分钟，采用光亮淬火油淬火，淬火处理结束后进行一次深冷处理，所述深冷处理的温度为-120℃，处理时间20分钟，深冷处理结束后进行三次回火处理，每次回火处理的温度为540℃～550℃，每次回火处理时间为30分钟，每次回火后采用氮气吹冷至室温后再进行下一次回火处理，经过三次回火处理后得到三级半成品，三级半成品的锯齿硬度为66～68HRC，锯背硬度45～48HRC；淬火处理和回火处理后双金属带锯条的金相组织如图2、图3所示，同时淬火回火后分别在锯齿、锯背上随机选取三个点测试该各个点的硬度，得到双金属带锯条的硬度检验数据表１所示，从表１的数据中可知硬度值完全满足技术要求。

表1：

硬度值/ HRC	点1	点2	点3	平均值
					锯背	47	48	47	47.3
锯齿	67.3	68.0	67.0	67.4

E、表面精加工：对三级半成品进行滚压处理，滚压处理采用从锯齿中心部位向锯背和锯齿根部两侧来回滚压交替进行，滚压力度中部大向两边逐渐减小，据锯齿根部留12～16毫米宽度不压，压完一面后，将带锯条翻过来对另一面进行滚压，完成滚压操作；滚压处理之后对锯齿根部进行修磨处理，确保锯齿根部过渡圆弧处无切削缺陷，得到成品。通过滚压处理，确保锯背和锯齿根部具有合理的残余压应力分布，提高工件的疲劳强度。锯齿根部的修磨处理，可以减少表面加工缺陷对表面疲劳性能的影响。

F、寿命检验：与现有技术的带锯条进行切削寿命试验，各选用10根带锯条，采用同样的切削条件，进行45钢切削试验，试验结果表明，使用本发明的制造工艺得到的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

实施例３

本实施例的双金属带锯条的制造工艺如下：

A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢，所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：C：1.20%，W：1.0%，Mo：10.0%，Cr：4.0%,V：1.25%,S：0.002%,P：0.005%,Co：9.0%,Si：0.40%，Mn：0.1%，其余为铁；所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：C：0.40%，Cr：2.0%，Mo：1.0%，Ni：0.7%，V：0.5%；S：0.002%，P：0.005%，Mn：0.3%；Si：0.6%，其余为铁；并预先对锯齿材料和锯背材料进行退火处理，作为优选，对锯背材料和锯齿材料的的退火处理具体为球化退火处理。

B、焊接：采用激光焊接的方式将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，焊接后对焊接部位进行去应力退火处理，去应力退火处理的温度为800℃，得到一级半成品；

D、热处理：对二级半成品进行淬火处理，所述淬火处理的温度为1200℃，保温时间为2分钟，采用光亮淬火油淬火，淬火处理结束后进行一次深冷处理，所述深冷处理的温度为-150℃，处理时间10分钟，深冷处理结束后进行三次回火处理，每次回火处理的温度为550℃，每次回火处理时间为20分钟，每次回火后采用氮气吹冷至室温后再进行下一次回火处理，经过三次回火处理后得到三级半成品，三级半成品的锯齿硬度为66～68HRC，锯背硬度45～48HRC；

以下步骤的表面精加工和寿命检验同实施例２一致，这里不再赘述。试验结果表明，使用本发明的制造工艺得到的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

实施例４

本实施例的双金属带锯条的制造工艺如下：

A、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为Rm80钢，所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：C：1.0%，W：2.0%，Mo：9.0%，Cr：4.1%,V：1.15%,S：0.001%,P：0.015%,Co：8.0%,Si：0.30%，Mn：1.0%，其余为铁；所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：C：0.30%，Cr：4.0%，Mo：3.0%，Ni：0.3%，V：0.2%；S：0.001%，P：0.020%，Mn：0.7%；Si：0.3%，其余为铁；并预先对锯齿材料和锯背材料进行退火处理，作为优选，对锯背材料和锯齿材料的的退火处理具体为球化退火处理。

B、焊接：采用激光焊接的方式将锯齿材料和锯背材料焊接在一起，焊接后对焊接部位进行去应力退火处理，去应力退火处理的温度为650℃，得到一级半成品；

D、热处理：对二级半成品进行淬火处理，所述淬火处理的温度为1170℃，保温时间为5分钟，采用光亮淬火油淬火，淬火处理结束后进行一次深冷处理，所述深冷处理的温度为-100℃，处理时间30分钟，深冷处理结束后进行三次回火处理，每次回火处理的温度为540℃，每次回火处理时间为40分钟，每次回火后采用氮气吹冷至室温后再进行下一次回火处理，经过三次回火处理后得到三级半成品，三级半成品的锯齿硬度为66～68HRC，锯背硬度45～48HRC；

以下步骤的表面精加工和寿命检验同实施例３一致，这里不再赘述。试验结果表明，使用本发明的制造工艺得到的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

实施例５

本实施例的双金属带锯条的制造工艺同实施例４一致，区别仅在于热处理步骤采用以下工艺进行：

热处理：对二级半成品进行淬火处理，所述淬火处理的温度为1175℃，保温时间为10分钟，采用光亮淬火油淬火，淬火处理结束后进行一次深冷处理，所述深冷处理的温度为-130℃，处理时间10分钟，深冷处理结束后进行三次回火处理，每次回火处理的温度为540℃，每次回火处理时间为30分钟，每次回火后采用氮气吹冷至室温后再进行下一次回火处理，经过三次回火处理后得到三级半成品，三级半成品的锯齿硬度为66～68HRC，锯背硬度45～48HRC。且试验结果表明，使用本发明的制造工艺得到的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

其它这里不再赘述。

实施例６

本实施例的双金属带锯条的制造工艺同实施例３一致，区别仅在于热处理步骤采用以下工艺进行：

热处理：对二级半成品进行淬火处理，所述淬火处理的温度为1185℃，保温时间为3分钟，采用光亮淬火油淬火，淬火处理结束后进行一次深冷处理，所述深冷处理的温度为-110℃，处理时间25分钟，深冷处理结束后进行三次回火处理，每次回火处理的温度为545℃，每次回火处理时间为40分钟，每次回火后采用氮气吹冷至室温后再进行下一次回火处理，经过三次回火处理后得到三级半成品，三级半成品的锯齿硬度为66～68HRC，锯背硬度45～48HRC。试验结果表明，使用本发明的制造工艺得到的带锯条寿命提高了80%以上，达到了国外同类带锯条的寿命水平。

其它这里不再赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

E、表面精加工：对三级半成品进行滚压处理，滚压处理具体为：由中心部位向锯背和锯齿根部来回滚压交替进行，滚压力度中部大向两边逐渐减小，锯齿根部留12～16毫米宽度不压，压完一面后，将带锯条翻过来对另一面进行滚压，完成滚压操作，之后再对锯齿根部进行修磨处理，得到成品双金属带锯条。

2.根据权利要求1所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，步骤A中所述M42高速钢包括以下成分的重量百分比：

3.根据权利要求２所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，步骤A中所述Rm80钢包括以下成分的重量百分比：

4.根据权利要求1所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，所述步骤A中所述锯齿材料和锯背材料预先经过退火处理。

5.根据权利要求4所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，所述退火处理为球化退火处理。

6.根据权利要求1到5中任意一项所述双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，所述步骤B中采用激光焊接的方式将锯齿材料和锯背材料相焊接。

7.根据权利要求1到5中任意一项所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，所述步骤B和步骤C之间对焊接部位进行去应力退火处理，所述退火处理的温度为650℃～800℃。

8.根据权利要求1到5中任意一项所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，步骤D中所述淬火处理的温度为1175℃～1185℃，且采用光亮淬火油淬火；所述深冷处理的深冷温度为-110℃～-130℃。

9.根据权利要求1到5中任意一项所述的双金属带锯条的制造工艺，其特征在于，步骤D所述回火处理的次数为三次，在每次回火处理结束后采用氮气吹冷至室温，再升温至540℃～550℃进行回火处理。