CN105567945B - 金属带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属带,所述金属带除了Fe之外还包含0.01%‑0.2%的C、12%‑17%的Cr、4%‑8%的Ni、0%‑3.5%的Cu、0%‑0.5%的Ti、0%‑1.8%的Si和0%‑2%的Mn并且通过如下步骤制得‑提供具有预定厚度、宽度和长度的金属带材料,‑加热直至达到在90℃和150℃之间的预退火温度,‑然后在2h‑4h之间的时间内从预退火温度均匀加热至比预定的目标温度低5℃至60℃的温度,其中目标温度在450℃和700℃之间,‑然后在0.1h‑1h的时间内均匀加热至目标温度,‑保持目标温度0.5h‑2.5h的时间(“保持温度”),‑在0.5h‑2.5h之间的时间内冷却至在200℃和400℃之间的后退火温度,‑然后从后退火温度冷却至室温。
Description
技术领域
本发明涉及金属带,特别是环形带,及其制造方法。
背景技术
金属带例如用于带压机或带锯机。金属带包括金属板或多个金属板,所述金属板在必要时彼此焊接或已焊接。在存在环形带的情况下(这是优选的应用形式),带在其端部处横向焊接,从而形成环形带。在需要宽的带的情况下,两个或更多个带通常在其纵向边缘处彼此焊接,从而形成宽的带。
在带压机(在此为双带压机)中,上方和下方环形带以相同速度移动,其中环形带沿着工作空间以基本上平行的方式或者彼此成小角度行进。为了使待压制的物品紧凑并且由于由温度造成的体积变化,可能需要彼此成小角度。
在工作空间中进行压制过程,其中重叠压制两个带并且在其移动过程中将该压力传递至在两个带之间行进的工件。
发明内容
所述装置的缺点是,常规的带仅具有有限的寿命(特别是当在压制过程中在带上施加热时),并且在一定时间之后必须进行更换。
本发明的目的是,克服现有技术的缺点并且提供金属带及其制造方法,使用者通过所述金属带能够实现长的操作时间。
通过根据权利要求的金属带及其制造方法实现所述目的。
根据本发明的所述金属带的制造方法包括以下步骤:
-提供具有预定厚度、宽度和长度的金属带材料,
-任选地:通过焊接(纵向焊接)使至少两个金属带材料在纵向边缘处接合成更宽的带材料,
-加热直至达到在90℃和150℃之间的预退火温度,
-然后在2h-4h之间的时间内从预退火温度均匀加热至比预定的目标温度低5℃至60℃的温度,优选低20℃至40℃的温度,其中目标温度在450℃和700℃之间,
-然后在0.1h-1h的时间内均匀加热至目标温度,
-保持目标温度0.5h-2.5h的时间(“保持温度”),
-在0.5h-2.5h之间的时间内冷却至在200℃和400℃之间的后退火温度,
-然后从后退火温度冷却至室温,
-任选地:通过焊接(“横向焊接”)接合经热处理的带材料的端部从而形成环形带。
优选地,预退火温度在100℃和140℃之间,特别是在110℃和130℃之间,其中特别优选120℃(+/-2℃)的温度。虽然发生该情况的时间不必是确定的,但是被证明有利的是:加热时间在0.2h和1h之间。
优选地,在2.5h-4h内,特别是在3h(+/-10min)内从预退火温度加热至低于预定目标温度的温度。
优选地,在0.5h(+/-5min)的时间内加热至目标温度。
优选地,在1h-2h之间,特别是1.5h(+/-10min)的时间内保持目标温度。
优选地,后退火温度在250℃和350℃之间,特别是300℃(+/-10℃)。
优选地,在1h-2h之间,特别是1.5h(+/-10min)的时间内冷却至后退火温度。
目标温度取决于所使用的带材料并且优选在450℃和600℃之间。在一个优选的实施方案中,目标温度位于热处理曲线的下降部段上,即在经热处理的带材料的强度依赖于保持温度的函数具有负斜率的范围内。
热处理曲线显示经热处理的带材料的强度(Y-轴)依赖于保持温度(X-轴)的函数。所述曲线在低的保持温度下随着增加的温度上升,达到峰值并且随着进一步升高的温度再次下降(负斜率)。
优选地,选择保持温度使得保持温度高于曲线的峰值温度或者选择保持温度使得该处的函数具有关于温度的负导数。
其优点是,如果在使用中要经受高温,则制成的带更软并且因此更具延性。由此最小化因出现的脆性而造成失效的可能性。
下文用%符号表示重量%。
根据本发明的金属带通过根据本发明的方法制得并且除了构成剩余质量的Fe和不可避免的杂质之外还包含
0.03%-0.2%的C,
14%-18%的Cr,
4%-6%的Ni,
0%-3.5%的Cu,
0%-0.5%的Ti,
0%-0.8%的Si和
0%-1%的Mn。
优选地,基础材料(在热处理之前)的硬度[HV 10]在300和400之间。在此并且在下文中,硬度为维氏硬度。
优选地,经热处理的带的硬度[HV 10]在400和500之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的硬度[HV 10]已升高100至200。
优选地,基础材料(在热处理之前)的抗拉强度(Rm)在1000N/mm2和1450N/mm2之间,特别是在1050N/mm2和1200N/mm2之间。
优选地,经热处理的带的抗拉强度在1300N/mm2和1700N/mm2之间,特别是在1450N/mm2和1600N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的抗拉强度已升高350N/mm2至500N/mm2,特别是380N/mm2至450N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的屈服极限0.2%(Rp-0.2)在900N/mm2和1400N/mm2之间,特别是在950N/mm2和1100N/mm2之间。
优选地,经热处理的带的屈服极限0.2%在1300N/mm2和1700N/mm2之间,特别是在1400N/mm2和1550N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的屈服极限0.2%已升高350N/mm2至500N/mm2,特别是380N/mm2至430N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的交变弯曲强度在400N/mm2和600N/mm2之间,特别是在450N/mm2和550N/mm2之间。
优选地,经热处理的带的交变弯曲强度在600N/mm2和800N/mm2之间,特别是在630N/mm2和720N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的交变弯曲强度已升高100N/mm2至300N/mm2,特别是180N/mm2至220N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的横向焊缝抗拉强度(Rm)在800N/mm2和1200N/mm2之间,特别是在900N/mm2和1100N/mm2之间。
优选地,经热处理的带的横向焊缝抗拉强度在1000N/mm2和1300N/mm2之间,特别是在1180N/mm2和1250N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料中的横向焊缝,经热处理的带的横向焊缝抗拉强度已升高20N/mm2至150N/mm2,特别是30N/mm2至110N/mm2。
优选地,经热处理的带的纵向焊缝抗拉强度在1200N/mm2和1700N/mm2之间,特别是在1310N/mm2和1550N/mm2之间。
可以简单地通过借助专业文献确定化学组成或者通过随后制备基础材料而不进行热处理从而确定在仅存在经热处理的材料时基础材料的硬度、抗拉强度、屈服极限和交变弯曲能力。
根据本发明的金属带通过根据本发明的方法制得并且除了构成剩余质量的Fe和不可避免的杂质之外还包含
0.01%-0.2%的C,
12%-17%的Cr,
4%-8%的Ni,
0%-3.5%的Cu,
0%-0.5%的Ti,
0%-1.8%的Si和
0%-2%的Mn。
任选地,带包含0.6%-1.4%的Mn和0.15%-0.35%的Si。
优选地,基础材料(在热处理之前)的硬度[HV 10]在300和500之间。在此并且在下文中,硬度为维氏硬度。
优选地,经热处理的带的硬度[HV 10]在400和600之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的硬度[HV 10]已升高100至200。
优选地,基础材料(在热处理之前)的抗拉强度(Rm)在1000N/mm2和1450N/mm2之间,特别是在1200N/mm2和1420N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的抗拉强度已升高350N/mm2至500N/mm2,特别是380N/mm2至450N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的屈服极限0.2%(Rp-0.2)在900N/mm2和1400N/mm2之间,特别是在950N/mm2和1350N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的屈服极限0.2%已升高350N/mm2至500N/mm2,特别是380N/mm2至430N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的交变弯曲强度在400N/mm2和600N/mm2之间,特别是在450N/mm2和550N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料,经热处理的带的交变弯曲强度已升高100N/mm2至300N/mm2,特别是180N/mm2至220N/mm2。
优选地,基础材料(在热处理之前)的横向焊缝抗拉强度(Rm)在900N/mm2和1200N/mm2之间,特别是在950N/mm2和1150N/mm2之间。
优选地,相比于基础材料中的横向焊缝,经热处理的带的横向焊缝抗拉强度已升高20N/mm2至150N/mm2,特别是30N/mm2至110N/mm2。
可以简单地通过借助专业文献确定化学组成或者通过随后制备基础材料而不进行热处理从而确定在仅存在经热处理的材料时基础材料的硬度、抗拉强度、屈服极限和交变弯曲能力。
优选在炉中进行带的热处理。在此在热处理的过程中优选将带卷绕成卷筒(卷)。在卷绕卷筒的过程中可以连同带材料卷绕额外的金属箔,例如铜箔。其优点是,带材料的卷筒的层不会相互刮蹭。
根据一个优选的实施方案,带具有在20m和190m之间,优选在40m和170m之间的长度。因此,在环形带的情况下意指整个带上的周长长度。这是对于木质带和传送带来说有利的带长度。
在制成的带应当以环形带的形式存在的情况下,在一个优选的实施方案中,在焊接成环形带之前进行热处理。
在两个或更多个带应当纵向焊接成宽的带的情况下,在一个优选的实施方案中,优选在焊接之后进行热处理。根据另一个优选的实施方案,在焊接之前进行热处理。
下文描述了根据本发明的带的优选实施方案的实施例。
具体实施方式
实施例1
金属带材料由最多0.09的C、15%的Cr、7%的Ni、0.7%的Cu、0.4%的Ti和剩余质量的Fe组成。其抗拉强度为1150N/mm2,并且其硬度[HV 10]为360。
在根据本发明的方法中,采用保持温度540℃-570℃的热处理之后,其抗拉强度为1550N/mm2,并且其硬度[HV 10]为480。
实施例2
金属带材料由0.03的C、14.5%的Cr、4.5%的Ni、3.3%的Cu和剩余的Fe组成。其抗拉强度为1050N/mm2,并且其硬度[HV 10]为330。
在根据本发明的方法中,采用保持温度470℃-520℃的热处理之后,其抗拉强度为1450N/mm2,并且其硬度[HV 10]为460。
在实施例中清楚可见,热处理升高了物质的抗拉强度和硬度。通过从热力学溶解状态沉淀各种沉淀硬化元素实现所述升高。沉淀的元素形成阻止移动的相并且因此导致硬度和强度的升高。
在实施例1和2中在热处理时,通常元素从晶体复合体中沉淀而不会离开带材料(沉淀硬化元素)。所述物质因此在化学上仍然存在于材料中,但是不再是基础结构的一部分。在实施例1和2中提到的物质为两种马氏体物质。在实施例1中Ti为沉淀硬化合金元素,在实施例2中Cu为沉淀硬化合金元素。
实施例显示了可能的实施方案变体,其中在该方面应注意,本发明不限于具体描述的实施方案变体,而是更有可能对各个实施方案变体彼此进行各种组合,并且本领域技术人员基于本发明的技术教导可以实施这些变体。
此外,所显示和描述的不同实施例中的单个特征或特征组合也可以构成独立的、创造性的或根据本发明的技术方案。
可以从说明书中找到所述独立的、创造性的技术方案所基于的目的。
具体说明书中的数值范围的所有数据被理解为包含所述数值范围内的任何和所有子区域,例如0%至1%的数据被理解为包含从下限0%(不包括)开始至上限1%的所有子范围,即从下限0%开始或者大于下限0%并且结束于上限1%或小于上限1%的所有子范围,例如0%至0.7%,或0.1%至1%,或0.5%至0.9%。
特别地,单个实施方案可以形成独立的、根据本发明的技术方案的主题。
Claims (10)
1.制造金属带的方法,包括以下步骤:
-提供具有预定厚度、宽度和长度的金属带材料,所述金属带除了构成剩余质量的Fe和不可避免的杂质之外还包含0.01%-0.2%的C、12%-17%的Cr、4%-8%的Ni、0%-3.5%的Cu、0%-0.5%的Ti、0%-1.8%的Si和0%-2%的Mn,
-加热直至达到在90℃和150℃之间的预退火温度,
-然后在2h-4h之间的时间内从预退火温度均匀加热至比预定的目标温度低5℃至60℃的温度,其中目标温度在450℃和700℃之间,
-然后在0.1h-1h的时间内均匀加热至目标温度,
-保持目标温度0.5h-2.5h的时间,
-在0.5h-2.5h之间的时间内冷却至在200℃和400℃之间的后退火温度,
-然后从后退火温度冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在热处理之前,通过纵向焊接使至少两个金属带材料在纵向边缘处彼此接合成更宽的带材料,和/或在热处理之后,通过横向焊接使经热处理的带材料的端部接合成环形带。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在加热时从预退火温度加热至比目标温度低20℃至40℃的温度。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,目标温度在450℃和600℃之间,和/或目标温度位于热处理曲线的下降部段上,在经热处理的带材料的强度依赖于保持温度的函数具有负斜率的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在炉中进行带的热处理,其中带在热处理的过程中卷绕成卷筒。
6.通过根据前述权利要求任一项所述的方法制得的金属带,其特征在于,所述金属带除了构成剩余质量的Fe和不可避免的杂质之外还包含
0.01%-0.2%的C、12%-17%的Cr、4%-8%的Ni、0%-3.5%的Cu、0%-0.5%的Ti、0%-1.8%的Si和0%-2%的Mn。
7.根据权利要求6所述的金属带,其特征在于,所述带具有在20m和190m之间的长度。
8.根据权利要求7所述的金属带,其特征在于,所述带具有在40m和170m之间的长度。
9.根据权利要求6或7所述的金属带,其特征在于,基础材料在热处理之前具有在300和500之间的硬度HV 10和/或在1000N/mm2和1450N/mm2之间的抗拉强度Rm和/或在900N/mm2和1400N/mm2之间的屈服极限0.2%Rp-0.2和/或在400N/mm2和600N/mm2之间的交变弯曲强度和/或在800N/mm2和1200N/mm2之间的横向焊缝抗拉强度Rm,和/或在1200N/mm2和1700N/mm2之间的纵向焊缝抗拉强度。
10.根据权利要求6或7所述的金属带,其特征在于,关于经热处理的带,相比于基础材料,硬度HV 10升高100至200,和/或抗拉强度升高350N/mm2至500N/mm2,和/或屈服极限0.2%升高350N/mm2至500N/mm2,和/或交变弯曲强度升高100N/mm2至300N/mm2,和/或横向焊缝抗拉强度升高20N/mm2至150N/mm2。
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