CN108817545A - 一种高强度锯条生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度锯条生产工艺，依次为选材、初加工、热处理和表面精加工，表面精加工包括喷砂处理，喷砂处理采用干喷工艺，经过喷砂处理后，齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，并提高其齿部的切削寿命，而且喷砂后，提高了背材的疲劳寿命，极大发挥了锯条在切割普通碳钢工况中背部的疲劳性能，延长了锯条使用寿命。

Description

一种高强度锯条生产工艺

技术领域

本发明涉及废水处置装置领域，具体是一种高强度锯条生产工艺。

背景技术

双金属带锯条是高速钢(齿部)和弹簧钢钢带(背部)通过电子束焊或者激光焊焊接后，再经过一系列冷、热加工工艺制造的锯切工具，具有高效、节能、节材的特点，在机械行业应用广泛。双金属带锯条在锯切过程中，受到周期性的拉应力、间断冲击力及扭转力等共同作用，主要失效形式为背部疲劳断裂和齿部的磨损，因此背部的疲劳强度和齿部的强韧性是锯条综合性能的重要指标。现有的锯条生产工艺不能最大程度的发挥齿部材料的强韧性和背部钢带材料的疲劳强度，影响锯条的耐用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度锯条生产工艺，可最大程度的发挥齿部材料的强韧性和背部钢带材料的疲劳强度，使锯条更耐用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度锯条生产工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为X32弹簧钢；

S2、初加工：加工步骤切割、焊接、退火、矫直和铣齿，根据所生产的锯条的尺寸，对M42高速钢和X32弹簧钢进行切割，然后将切割好的M42高速钢和X32弹簧钢焊接在一起，焊接完成后进行退火和矫直处理，最后按照设计的齿形在锯齿材料的边缘铣出锯齿；

S3、热处理：将初加工后的锯条依次进行预热处理、淬火处理、冷却处理和回火处理；

S4、表面精加工：将热处理后的锯条依次进行喷砂处理、磨削处理和分齿处理。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S2中的焊接选用高频感应钎焊技术进行焊接。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S2中的退火温度在810℃～820℃之间且包括端值，退火保温时间为2小时。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S3中的预热处理的预热温度在350～400℃之间且包括端值，预热时间在20-40分钟之间且包括端值。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S3中的淬火处理的加热温度在1120～1180℃之间之间且包括端值，淬火时间为2～4分钟且包括端值。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S3中的冷却处理的冷却介质选用油。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S3中的回火处理的回火温度在520～560℃之间且包括端值，每次2小时冷至150℃以下后，再回第二次，共回三次。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S4中的喷砂处理采用干喷工艺，其使用的沙粒选用粒度为46目的棕刚玉。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，步骤S4中的磨削处理为对锯条的前刀面和后刀面进行磨削，使前刀面和后刀面的Ra＜0.8μm。

在上述的高强度锯条生产工艺中，作为优选，采用砂轮磨削锯条的前刀面，砂轮目数为100-600目，磨削后的前刀面粗糙度Ra＜0.8μm，然后采用砂轮磨削带锯条的后刀面，磨削后的后刀面粗糙度Ra＜0.8μm，锯条宽度变化小于0.05mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、对锯齿材料和锯背材料进行切割时，切割采用线切割机进行切割，采用线切割时材料无受力变形，而且在数控指令控制下，加工精度高，切缝窄，材料利用率高。

2、对锯齿材料和锯背材料进行焊接时，选用高频感应钎焊技术进行焊接，其利用感应加热原理将锯齿材料和锯背材料进行加热，加热均匀，无缺焊和漏焊点，钎焊时，钎料熔化为液态而锯齿材料和锯背材料保持为固态，液态钎料在锯齿材料和锯背材料的间隙中或表面上毛细流动、填充和铺展，冷却凝固形成牢固的接头，从而将锯齿材料和锯背材料连接在一起，由于钎焊反应只在锯齿材料和锯背材料数微米至数十微米以下的界面进行，一般不牵涉锯齿材料和锯背材料深层的结构，因此特别有利于异种金属之间的连接。

3、由于焊缝尺寸很小，焊接后焊缝冷却速度非常快，因此焊缝硬度非常高，焊缝的主要组织为马氏体组织，焊缝晶粒呈柱状或等轴状，这类组织的韧性很低，无法满足后续的冷加工要求，所以焊接完成后进行退火处理，退火完成后，将马氏体转变为珠光体，焊缝硬度降低，便于后续的冷加工。

4、热处理完成后进行喷砂处理，喷砂处理采用干喷工艺，经过喷砂处理后，齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，并提高其齿部的切削寿命，而且喷砂后，提高了背材的疲劳寿命，极大发挥了锯条在切割普通碳钢工况中背部的疲劳性能，延长了锯条使用寿命。

附图说明

图1为本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，请参阅图1，本实施例中，一种高强度锯条生产工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为X32弹簧钢；

S2、初加工：加工步骤切割、焊接、退火、矫直和铣齿，根据所生产的锯条的尺寸，对M42高速钢和X32弹簧钢进行切割时，切割采用线切割机进行切割，采用线切割时材料无受力变形，而且在数控指令控制下，加工精度高，切缝窄，材料利用率高；然后将切割好的M42高速钢和X32弹簧钢焊接在一起，焊接选用高频感应钎焊技术进行焊接，其利用感应加热原理将M42高速钢和X32弹簧钢进行加热，加热均匀，无缺焊和漏焊点，钎焊时，钎料熔化为液态而M42高速钢和X32弹簧钢保持为固态，液态钎料在M42高速钢和X32弹簧钢的间隙中或表面上毛细流动、填充和铺展，冷却凝固形成牢固的接头，从而将M42高速钢和X32弹簧钢连接在一起，由于钎焊反应只在母材数微米至数十微米以下的界面进行，一般不牵涉母材深层的结构，因此特别有利于异种金属之间的连接；由于焊缝尺寸很小，焊接后焊缝冷却速度非常快，因此焊缝硬度非常高，焊缝的主要组织为马氏体组织，焊缝晶粒呈柱状或等轴状，这类组织的韧性很低，无法满足后续的冷加工要求，所以焊接完成后进行退火处理，实施例中，退火温度为810℃，退火保温时间为2小时，退火完成后，焊缝硬度降低，将马氏体转变为珠光体；焊接完成后，焊件会发生一定程度的变形，所以要进行矫直处理，最后按照设计的齿形在锯齿材料的边缘铣出锯齿。

S3、热处理：将初加工后的锯条依次进行预热处理、淬火处理、冷却处理和回火处理；预热的目的一是因高速钢是高合金钢，预热可减少内应力，防止零件变形、开裂，二是可减少零件内外温差，缩短高温加热时间，本实施例中，预热处理的预热温度为350℃，预热时间为40分钟；淬火和回火是锯条生产热处理中必不可少的一个工序，由于热处理时，M42高速钢和X32弹簧钢已经焊接在一起，为了保证锯齿的耐磨性和红硬性，淬火和回火必须采用高速钢的通用工艺，淬火温度接近1200℃，本实施例中，淬火处理的加热温度为1120℃，淬火时间为4分钟；淬火完成后冷却时，既要快速冷却以保证淬火工件获得马氏体组织，又要减少变形，防止裂纹产生，油冷优点是在得到淬火马氏体的前提下能尽量降低冷却速度，避免裂纹的产生，所以本实施例中，冷却处理的冷却介质选用油；回火可消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体，得到所需红硬性、耐磨性等性能，本实施例中，采用经典的高速钢回火工艺，回火温度为520℃，每次2小时冷至150℃以下后，再回第二次，共回三次。

S4、表面精加工：将热处理后的锯条依次进行喷砂处理、磨削处理和分齿处理；本实施例中，喷砂处理采用干喷工艺，其使用的沙粒选用粒度为46目的棕刚玉，经过喷砂处理后，齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，并提高其齿部的切削寿命，而且喷砂后，提高了背材的疲劳寿命，极大发挥了锯条在切割普通碳钢工况中背部的疲劳性能，延长了锯条使用寿命；磨削处理为对锯条的前刀面和后刀面进行磨削，使前刀面和后刀面的Ra＜0.8μm，具体为采用砂轮磨削锯条的前刀面，砂轮目数为100目，磨削后的前刀面粗糙度Ra＜0.8μm，然后采用砂轮磨削带锯条的后刀面，磨削后的后刀面粗糙度Ra＜0.8μm，且使锯条宽度的变化小于0.05mm；磨削处理后按分齿量要求，用常规方法分齿即可。

实施例二，请参阅图1，本实施例中，一种高强度锯条生产工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为X32弹簧钢；

S2、初加工：加工步骤切割、焊接、退火、矫直和铣齿，根据所生产的锯条的尺寸，对M42高速钢和X32弹簧钢进行切割时，切割采用线切割机进行切割，采用线切割时材料无受力变形，而且在数控指令控制下，加工精度高，切缝窄，材料利用率高；然后将切割好的M42高速钢和X32弹簧钢焊接在一起，焊接选用高频感应钎焊技术进行焊接，其利用感应加热原理将M42高速钢和X32弹簧钢进行加热，加热均匀，无缺焊和漏焊点，钎焊时，钎料熔化为液态而M42高速钢和X32弹簧钢保持为固态，液态钎料在M42高速钢和X32弹簧钢的间隙中或表面上毛细流动、填充和铺展，冷却凝固形成牢固的接头，从而将M42高速钢和X32弹簧钢连接在一起，由于钎焊反应只在母材数微米至数十微米以下的界面进行，一般不牵涉母材深层的结构，因此特别有利于异种金属之间的连接；由于焊缝尺寸很小，焊接后焊缝冷却速度非常快，因此焊缝硬度非常高，焊缝的主要组织为马氏体组织，焊缝晶粒呈柱状或等轴状，这类组织的韧性很低，无法满足后续的冷加工要求，所以焊接完成后进行退火处理，实施例中，退火温度为815℃，退火保温时间为2小时，退火完成后，焊缝硬度降低，将马氏体转变为珠光体；焊接完成后，焊件会发生一定程度的变形，所以要进行矫直处理，最后按照设计的齿形在锯齿材料的边缘铣出锯齿。

S3、热处理：将初加工后的锯条依次进行预热处理、淬火处理、冷却处理和回火处理；预热的目的一是因高速钢是高合金钢，预热可减少内应力，防止零件变形、开裂，二是可减少零件内外温差，缩短高温加热时间，本实施例中，预热处理的预热温度为375℃，预热时间为30分钟；淬火和回火是锯条生产热处理中必不可少的一个工序，由于热处理时，M42高速钢和X32弹簧钢已经焊接在一起，为了保证锯齿的耐磨性和红硬性，淬火和回火必须采用高速钢的通用工艺，淬火温度接近1200℃，本实施例中，淬火处理的加热温度为1150℃，淬火时间为3分钟；淬火完成后冷却时，既要快速冷却以保证淬火工件获得马氏体组织，又要减少变形，防止裂纹产生，油冷优点是在得到淬火马氏体的前提下能尽量降低冷却速度，避免裂纹的产生，所以本实施例中，冷却处理的冷却介质选用油；回火可消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体，得到所需红硬性、耐磨性等性能，本实施例中，采用经典的高速钢回火工艺，回火温度为540℃，每次2小时冷至150℃以下后，再回第二次，共回三次。

S4、表面精加工：将热处理后的锯条依次进行喷砂处理、磨削处理和分齿处理；本实施例中，喷砂处理采用干喷工艺，其使用的沙粒选用粒度为46目的棕刚玉，经过喷砂处理后，齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，并提高其齿部的切削寿命，而且喷砂后，提高了背材的疲劳寿命，极大发挥了锯条在切割普通碳钢工况中背部的疲劳性能，延长了锯条使用寿命；磨削处理为对锯条的前刀面和后刀面进行磨削，使前刀面和后刀面的Ra＜0.8μm，具体为采用砂轮磨削锯条的前刀面，砂轮目数为400目，磨削后的前刀面粗糙度Ra＜0.8μm，然后采用砂轮磨削带锯条的后刀面，磨削后的后刀面粗糙度Ra＜0.8μm，且使锯条宽度的变化小于0.05mm；磨削处理后按分齿量要求，用常规方法分齿即可。

实施例三，请参阅图1，本实施例中，一种高强度锯条生产工艺，该工艺包括以下步骤：

S1、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为X32弹簧钢；

S2、初加工：加工步骤切割、焊接、退火、矫直和铣齿，根据所生产的锯条的尺寸，对M42高速钢和X32弹簧钢进行切割时，切割采用线切割机进行切割，采用线切割时材料无受力变形，而且在数控指令控制下，加工精度高，切缝窄，材料利用率高；然后将切割好的M42高速钢和X32弹簧钢焊接在一起，焊接选用高频感应钎焊技术进行焊接，其利用感应加热原理将M42高速钢和X32弹簧钢进行加热，加热均匀，无缺焊和漏焊点，钎焊时，钎料熔化为液态而M42高速钢和X32弹簧钢保持为固态，液态钎料在M42高速钢和X32弹簧钢的间隙中或表面上毛细流动、填充和铺展，冷却凝固形成牢固的接头，从而将M42高速钢和X32弹簧钢连接在一起，由于钎焊反应只在母材数微米至数十微米以下的界面进行，一般不牵涉母材深层的结构，因此特别有利于异种金属之间的连接；由于焊缝尺寸很小，焊接后焊缝冷却速度非常快，因此焊缝硬度非常高，焊缝的主要组织为马氏体组织，焊缝晶粒呈柱状或等轴状，这类组织的韧性很低，无法满足后续的冷加工要求，所以焊接完成后进行退火处理，实施例中，退火温度为820℃，退火保温时间为2小时，退火完成后，焊缝硬度降低，将马氏体转变为珠光体；焊接完成后，焊件会发生一定程度的变形，所以要进行矫直处理，最后按照设计的齿形在锯齿材料的边缘铣出锯齿。

S3、热处理：将初加工后的锯条依次进行预热处理、淬火处理、冷却处理和回火处理；预热的目的一是因高速钢是高合金钢，预热可减少内应力，防止零件变形、开裂，二是可减少零件内外温差，缩短高温加热时间，本实施例中，预热处理的预热温度为400℃，预热时间为20分钟；淬火和回火是锯条生产热处理中必不可少的一个工序，由于热处理时，M42高速钢和X32弹簧钢已经焊接在一起，为了保证锯齿的耐磨性和红硬性，淬火和回火必须采用高速钢的通用工艺，淬火温度接近1200℃，本实施例中，淬火处理的加热温度为1180℃，淬火时间为2分钟；淬火完成后冷却时，既要快速冷却以保证淬火工件获得马氏体组织，又要减少变形，防止裂纹产生，油冷优点是在得到淬火马氏体的前提下能尽量降低冷却速度，避免裂纹的产生，所以本实施例中，冷却处理的冷却介质选用油；回火可消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体，得到所需红硬性、耐磨性等性能，本实施例中，采用经典的高速钢回火工艺，回火温度为560℃，每次2小时冷至150℃以下后，再回第二次，共回三次。

S4、表面精加工：将热处理后的锯条依次进行喷砂处理、磨削处理和分齿处理；本实施例中，喷砂处理采用干喷工艺，其使用的沙粒选用粒度为46目的棕刚玉，经过喷砂处理后，齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，并提高其齿部的切削寿命，而且喷砂后，提高了背材的疲劳寿命，极大发挥了锯条在切割普通碳钢工况中背部的疲劳性能，延长了锯条使用寿命；磨削处理为对锯条的前刀面和后刀面进行磨削，使前刀面和后刀面的Ra＜0.8μm，具体为采用砂轮磨削锯条的前刀面，砂轮目数为600目，磨削后的前刀面粗糙度Ra＜0.8μm，然后采用砂轮磨削带锯条的后刀面，磨削后的后刀面粗糙度Ra＜0.8μm，且使锯条宽度的变化小于0.05mm；磨削处理后按分齿量要求，用常规方法分齿即可。

以上述三个实施例中任意一个实施例的工艺过程和工艺参数生产出的锯条齿尖出现圆滑的齿尖，锯切过程中不需要磨合，并且降低了齿部的崩齿概率，能够承受切割和振动的冲击力，保证切割工具受力均匀，提高了齿部的切削寿命和背材的疲劳寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：

S1、选材：锯齿材料的选材为M42高速钢，锯背材料的选材为X32弹簧钢；

S2、初加工：加工步骤切割、焊接、退火、矫直和铣齿，根据所生产的锯条的尺寸，对M42高速钢和X32弹簧钢进行切割，然后将切割好的M42高速钢和X32弹簧钢焊接在一起，焊接完成后进行退火和矫直处理，最后按照设计的齿形在锯齿材料的边缘铣出锯齿；

S3、热处理：将初加工后的锯条依次进行预热处理、淬火处理、冷却处理和回火处理；

S4、表面精加工：将热处理后的锯条依次进行喷砂处理、磨削处理和分齿处理。

2.根据权利要求1所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S2中的焊接选用高频感应钎焊技术进行焊接。

3.根据权利要求2所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S2中的退火温度在810℃～820℃之间且包括端值，退火保温时间为2小时。

4.根据权利要求1所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S3中的预热处理的预热温度在350～400℃之间且包括端值，预热时间在20～40分钟之间且包括端值。

5.根据权利要求4所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S3中的淬火处理的加热温度在1120～1180℃之间，淬火时间在2～4分钟之间且包括端值。

6.根据权利要求5所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S3中的冷却处理的冷却介质选用油。

7.根据权利要求6所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S3中的回火处理的回火温度在520～560℃之间且包括端值，每次2小时冷至150℃以下后，再回第二次，共回三次。

8.根据权利要求1所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S4中的喷砂处理采用干喷工艺，其使用的沙粒选用粒度为46目的棕刚玉。

9.根据权利要求8所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：步骤S4中的磨削处理为对锯条的前刀面和后刀面进行磨削，使前刀面和后刀面的Ra＜0.8μm。

10.根据权利要求9所述的一种高强度锯条生产工艺，其特征在于：采用砂轮磨削锯条的前刀面，砂轮目数为100-600目，磨削后的前刀面粗糙度Ra＜0.8μm，然后采用砂轮磨削带锯条的后刀面，磨削后的后刀面粗糙度Ra＜0.8μm，锯条宽度变化小于0.05mm。