CN1929977A - 混凝土链锯的锯条 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种链锯的锯条，特别是混凝土链锯的锯条，其具有许多齿部(12、14)，所述齿部具有至少一个刀片座(14)和至少一个刀片(3b)，所述刀片具有嵌入到一粘结剂中的金刚石颗粒，其中金刚石颗粒熔化在粘结剂中。
Description
技术领域
本发明涉及一种链锯的锯条，特别是混凝土链锯的锯条，其具有许多齿部，所述齿部具有至少一刀片座和至少一刀片，所述刀片具有嵌入到粘结剂中的硬质材料颗粒。
本发明还涉及到一种用来制造具有许多齿部的链锯的锯条的方法，所述齿部具有至少一刀片座和至少一刀片。
背景技术
链锯的锯条及其制造方法在现有技术中是已知的。例如在DE 19952979A1中展示了一混凝土链锯的锯条。与切割木材不同的是，木材主要以切屑的形式去除，而在切削混凝土时细小颗粒通过磨削以细微尘土的形式去除。磨削在刀片的工作面上进行，所述刀片具有嵌入到一粘结剂中的金刚石颗粒。
为制造链锯的锯条，刀片在一烧结工艺中涂覆在钢基体上。其中首先要形成一种由金钢石粉末和粘结剂粉末构成的混合物，所述粘结剂粉末含有钴、镍或铁。两种粉末储存在单独的储料容器中并通过一粉末输送器一起输送。此混合物涂覆在钢基体上，并在此预压成一蘑菇形。然后此蘑菇形被烘烤并与钢材粘结在一起。此烧结的粘结剂材料是多孔的，并很快会磨损。在链锯的锯条短时间使用后，金刚石在应力很强时就不再能够充分牢固地粘结在一起了，并可能会掉落。此外镍和钴是有损健康的。
用于将刀片加设在切割砂轮的主片上的熔化工艺可从EP 1 155768A2和DE 195 20 149A1中可知。在熔化工艺中使用一种与上述烧结工艺中所使用的粘结剂粉末不同的粘结剂粉末与金刚石粉末相混合。这种粘结剂粉末是一种青铜基底的金属粉末，其通过合金元素加浓。金刚石粉末是热稳定的，并置于大约900℃的期望处理温度下。在由金刚石粉末和粘结剂粉末构成的混合物制造完成后，混合物喷射在主片上并在此通过一脉冲式Nd:YAG激光器熔化。通过熔化过程，粘结剂与一先前涂覆在主片上的中间层融合在一起，并且金刚石熔化固定在刀片上。相对于烧结工艺，这种熔化工艺为具有刀片的切割砂轮提供明显提高的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是，提供一种使用寿命提高的链锯的锯条和一种用来制造这种使用寿命提高的链锯锯条的方法。
此目的通过一种上述方法得以实现，其中将硬质材料颗粒和粘结剂材料涂覆在刀片座上，并且使得粘结剂材料熔化，以形成刀片。
尽管链锯的锯条和切割砂轮的刀片在运行时承受不同的负荷，但是已经表明，在熔化工艺中涂覆在链锯锯条的刀片座上的刀片不是刚刚巧满足耐久性和使用寿命的要求，而是要部分地甚至明显地超过传统的利用烧结工艺涂覆的刀片。因为在熔化过程中构成了粘结剂熔体，硬质材料颗粒漂浮在所述粘结剂熔体中，所以设置在刀片的工作面中的硬质材料颗粒在接下来的粘结剂熔体冷却和凝固过程后特别广地被粘结剂包围，并因此稳固地粘结在粘结剂中。所述工作面是刀片的表面，其在运行时与材料相接触。所述工作面通过摩擦把材料的颗粒磨削掉。工作面优选设置在链锯的锯条的外围上。此外，与烧结的粘结剂相比，在熔化工艺中构成的粘结剂有更精细的孔、更稳固且磨损得更慢。因此所述粘结剂能够更长久地固定硬质材料颗粒。与在烧结工艺中制成的齿部相比，在熔化工艺中制成的混凝土链锯的锯条的齿部特别在切割Wasch混凝土时具有明显提高的使用寿命。
优选粘结剂材料在其涂覆在刀片座上之前是构成为粉末状的，并与硬质材料颗粒混合成一混合物。例如通过一粉末输送器可提供具有可选的硬质材料颗粒浓度的混合物。粘结剂中可选的硬质材料颗粒浓度使得链锯锯条与待加工的材料相适应。
此混合物优选借助一激光光束熔化，以在刀片座上形成刀片。为此将一合适强度的激光光束对准刀片座的一表面，并把混合物输送到被加热的区域上。接下来混合物最好由粉末输送器借助于一喷射喷嘴喷到刀片座上。如果混合物到达可能聚焦的激光光束的区域，则混合物熔化。因此首先形成一粘结剂熔体，冷却后与刀片座构成为一熔体连接。优选使用一脉动式Nd:YAG激光器。处理温度优选为大约900℃。在这个处理温度下，热稳定的硬质材料颗粒例如几种合成金刚石不会被破坏。
在此工艺一优选的实施例中，在涂覆混合物之前，在刀片座上涂上一中间层。此中间层可以在很高的处理温度下涂覆在优选含有钢的刀片座上，所述温度可能会破坏硬质材料颗粒。已涂上和冷却的中间层在一紧接着的工艺过程中通过激光光束再次熔化，中间层与粘结剂熔体融合并因此构成一特别稳定的熔体连接。
在熔化过程中构成在刀片座上的粘结剂熔体可以在侧面通过锭模支承，并阻止粘结剂熔体的流散。把锭模用于成形在熔化工艺中是已知的且证明是有效的。此刀片在凝固后不需要或在大多数情况下只需要很少的后续处理。
在制造尤其是混凝土链锯的锯条时，由所述至少一个刀片构成一个基本与锯条行进方向平行的工作面。混凝土特别可以在链锯的斜撑(Schwert)上张紧并环绕所述斜撑。与锯条行进方向平行的工作面在切割时完全与材料相接触，并因此磨削了许多材料。这提高了混凝土链锯的切割速度。
在本发明一特别优选的实施例中，一木材链锯的锯条的齿部用作刀片座。通过这种方式混凝土链锯的锯条可以特别便宜地由木材链锯的锯条制成，其中在木材链锯的锯条的齿部的每个齿顶上都熔化有一刀片。齿顶在锯条行进方向上倾斜的位置通过一在锯条行进方向上逐渐变细的刀片得以补偿，因此构成了一在锯条行进方向上平行的工作面。通过一紧接着粘结剂熔体凝固后的磨削过程，此工作面基本与锯条行进方向平行地构成。
粘结剂粉末最好是一种优选具有钛成份的青铜基底的金属粉末。此粘结剂粉末能够用其它的合金成份加浓。在粘结剂熔体凝固时构成为一金属合金，优选为青铜合金。钛与硬质材料颗粒尤其是金刚石颗粒化学地粘结在一起。
在所有上面描述的方法中，优选把金刚石颗粒当成硬质材料使用。人工合成的金刚石颗粒可大批量生产，且它们在900℃的处理温度下也是稳定的。
本发明的目的也通过一同类型的链锯得以实现，其中硬质材料颗粒熔化到粘结剂中。
与木材链锯的锯条去除削屑的工作方法不同的是，混凝土链锯的锯条从待加工的材料上磨下最小的颗粒。木材链锯的锯条具有齿部，所述齿部具有能把木材碎屑去除的前部的切割边缘。混凝土链锯的锯条具有带工作面的齿部，所述工作面能通过摩擦把颗粒从混凝土上去除。本发明的链锯锯条尤其是混凝土链锯的锯条优选可通过前面所述方法中的至少一种制成。硬质材料颗粒在粘结剂中的锚定由于摩擦要经受很高的负荷。一方面，熔体连接使硬质材料特别牢固地嵌入到粘结剂中，另一方面，熔化粘结剂的磨损比传统的烧结粘结剂要慢。所述至少一个刀片可更长时间地经受负荷。
在本发明一优选的实施例中，至少一个刀片座具有一用于至少一个刀片的支承件，此支承件在锯条行进方向上倾斜设置。一在锯条行进方向上逐渐变细的刀片加设在倾斜的支承件上，所述刀片补偿支承件的倾斜。优选构成一基本与锯条行进方向平行设置的工作面。此实施例特别适合于将已知的木材链锯锯条进一步改装成混凝土链锯锯条。木材链锯的锯条具有齿部，所述齿部具有在锯条行进方向上倾斜的朝上倾斜的齿顶。此齿顶可以是用于刀片的支承件。所示实施例的混凝土链锯众所周知的可低成本地制造出来，因为作为基础的木材链锯锯条是一种便宜的批量生产的物品。此外木材链锯已获得充分的验证和证明。
优选刀片基本上垂直于一由链锯的锯条包围的表面伸出，所述表面在链锯锯条运行时由链锯的一斜撑构成。为锯断混凝土，混凝土链锯的斜撑必须在切割中被跟踪(nachgeführt)。为了使得被跟踪的斜撑在切割中不会卡住，通过伸出的刀片产生自由切削(Freischnitt)。在另一实施例中，刀片的横截面在横向于锯条行进方向的方向上从所述至少一个刀片座出发呈锥形扩展。在这个实施例中也可以产生自由切削。这两种产生自由切削的方案是可合并的。
刀片最好具有一大约7到8mm的厚度。此厚度可通过本发明的熔化工艺制成，并保证混凝土链锯的锯条足够长的使用寿命。
硬质材料颗粒优选具有金刚石颗粒。金刚石颗粒可人工合成地制造。此金刚石颗粒优选具有平均200μm的直径。此优选的金刚石大小已被证明特别适合用来切割混凝土。金刚石优选成型为kubo八面体的，并因此可以特别牢固地锚定在粘结剂中。它们是热稳定的，以便能够承受熔化过程中大约900℃的处理温度。
在刀片座和刀片之间最好设置有一中间层。此中间层与刀片构成为一熔体连接。此中间层在刀片和刀片座之间实现了一特别稳定的连接。
附图说明
在九个附图中示例地描述了本发明。其中：
图1按现有技术的切割砂轮以及混合物；
图2烧结粘结剂以及金刚石颗粒的俯视图；
图3按现有技术的熔化工艺的示意图；
图4通过按图3的熔化工艺制造出来的刀片的一部分的俯视图；
图5按现有技术的木材链锯的锯条的一部分；
图6本发明一混凝土链锯的锯条的链节；
图7一刀片的示意剖视图；
图8一软刀片的一示意剖视图；
图9一硬刀片的一示意剖视图。
具体实施方式
在图1中示出的用于切割机的切割砂轮1具有一主片2，烧结刀片3a烧结在主片的外围上。首先向粉末输送器输送金刚石粉末和粘结剂粉末，它们以一事先确定的、与切割砂轮1的技术要求相适应的比例彼此混合在一起。粘结剂粉末具有金属颗粒。烧结混合物4a涂覆到切割砂轮1的外围上，并在此冷预压成一蘑菇形。然后此蘑菇形被烘烤。通过烘烤，金属颗粒表面被熔化并彼此粘合在一起。所形成的金属结构即烧结粘结剂是多孔的。
图2示出了金刚石颗粒6在烧结粘结剂5a中的松散粘结。烧结粘结剂5a不是很充分地包围金刚石颗粒6。特别在金刚石颗粒6和烧结粘结剂5a的接触表面上构成有沉陷处7，其减小了接触表面的大小。在应力很大时金刚石颗粒6会从烧结粘结剂5a中脱落。此外在所述的烧结过程中还必须在烧结混合物4a的粘结剂粉末中混入镍和/或钴。这两种金属是有损健康的。
一在图3中示意示出的熔化工艺适合把刀片3b涂覆到一混凝土链锯的锯条的钢体8上。在这个工艺中，一Nd:YAG激光器的激光光束6a以适宜的强度103至106W/cm2聚焦在一待涂层的钢体8上。借助一喷射喷嘴9把混合物4b输送到聚焦区域内。混合物4b熔化，并与一先前涂覆在钢体8上的、通过激光光束6a熔化的中间层10融合。此熔化的混合物4b冷却并构成为刀片3b。在钢体8和刀片3b之间构成为一稳固的熔体连接。通过钢体8一方面与激光光束6a以及另一方面与喷射喷嘴9之间的相对运动产生更长的刀片3b。
混合物4b由金刚石颗粒和粘结剂粉末构成。金刚石的浓度是通过一粉末输送器(没有示出)来控制的。金刚石颗粒和粘结剂粉末由储料容器中分别输送到两个铸盘的凹槽中。在铸盘的各一位置上，粘结剂粉末和金刚石颗粒被吸入、混合并在一保护气体下熔化到钢体8上。两个铸盘在此以不同的、可自由调节的转速旋转。通过改变转速比例，混合物4b中的金刚石浓度也是可调节的，此粘结剂粉末优选由具有钛成份的青铜基底的金属粉末构成，其通过合金元素加浓。相应地，混合物4b与烧结混合物4a的组成成份是不同的。金刚石颗粒6置于900℃的处理温度中。为此可以使用人工合成的、具有较高强度和较高热稳定性的kubo八面体金刚石颗粒6。
图4是刀片3b的一部分的俯视图。此刀片3b是通过熔化工艺制成的。在金刚石颗粒6和粘结剂5b的表面之间的过渡处没有沉陷处。金刚石颗粒6稳固地嵌进粘结剂5b中，并与粘结剂5b化学结合。在熔化过程中，金刚石颗粒6漂浮在粘结剂熔体里，在粘结剂熔体凝固后，金刚石颗粒被粘结剂5b包围，在粘结剂5b和金刚石颗粒4之间的接触面上没有形成沉陷处。在粘结剂熔体冷却过程中，在钛和金刚石颗粒6之间构成了化学粘结。通过锭模(没有示出)阻碍粘结剂熔体流散，所述锭模从侧面包围每个齿部。此外，在熔化工艺中通过在一中间步骤中构成的粘结剂熔体制成的粘结剂5b比在烧结工艺中通过金属颗粒表面的烧结制成的烧结粘结剂5a有更精细的孔。
图5示出了一木材链锯的锯条的六个链节。木材链锯按规则的顺序具有齿链节12，齿链节12设置在各两个导向链节13之间。此导向链节13具有这样的功能，即在一木材链锯的斜撑(没有示出)上引导木材链锯的锯条(没有示出)。所述导向链节嵌入斜撑的一凹槽中，所述凹槽沿着木材链锯的斜撑的外围延伸。在锯条的行进方向L上，齿链节12的齿顶14左右交替地与斜撑面垂直地伸出于齿链节12。在图5中，齿顶14在锯条行进方向L上在齿链节12的右侧伸出。由此产生引导斜撑通过木材所要求的自由切削。在各导向链节13之间设置连接链节15。齿链节12、导向链节13和连接链节15彼此铰接连接。齿链节12是由钢材一体成形的。每个齿链节12具有在前部的锯齿16和在后部的齿顶14。齿顶14在与木材链锯的锯条行进方向L相反的方向下倾。齿顶14的一前部的切割边缘构成为锋利的，以便将切屑从木材上去除。
图6示出了本发明的混凝土链锯的锯条。此混凝土链锯的锯条是在图5中所示的木材链锯的锯条的基础上制成的。一按图4的刀片3b通过在图3中示出的熔化工艺熔化在木材链锯的齿顶14上。齿链节12具有前部的锯齿16，其通过一凹槽18与齿顶14隔开。齿顶14竖直地位于斜撑面上，并在与锯条行进方向L相反的方向上均匀地朝斜撑19下倾。为了补偿齿顶14的倾斜，刀片3b在锯条的行进方向L上均匀变细，并因此构成一与锯条行进方向L平行延伸的工作面20。通过在锯条行进方向L上平行设置的工作面20就可以磨削地去除混凝土了。
图7以一示意图示出了一通过图3的熔化工艺制成的刀片3b的一横截面。金刚石颗粒6均匀地分布在粘结剂5b中并在此处固定粘结在一起。紧接在金刚石颗粒6后面的坡道20a加固了金刚石颗粒6。在图7、图8和图9中的锯条行进方向L是从右向左延伸的。对于混凝土链锯的锯条的工作模式典型的磨削过程是通过粘结在刀片3b的工作面20中的金刚石颗粒6进行的，其能把混凝土以最小颗粒的形式去除。如图8和图9所示，对于刀片3b的耐久性最重要的是对粘结剂5b成份的选择。
在图8中示出的粘结剂5b对于切割混凝土来说太软了。粘结剂5b通过与混凝土的摩擦很快就磨损了，金刚石颗粒6很快就在刀片3b的工作面20上裸露。金刚石颗粒由于进一步的应力很快就会脱落。此混凝土链锯的锯条很快就用坏了。相反，在图9中示出的粘结剂5b就太硬了。坚硬的粘结剂5b通过摩擦也不能充分地磨损。金刚石颗粒6不能充分地从工作面上突出来，以实现对混凝土的削磨。通常适用的是，切割研磨混凝土必须用硬质的粘结剂5，而切割很硬的混凝土就必须用较软的粘结剂5。
Claims (20)
1.链锯的锯条，特别是混凝土链锯的锯条，具有许多齿部，所述齿部具有至少一个刀片座(12、14)和至少一个刀片(3b)，所述刀片具有嵌入到粘结剂(5b)中的硬质材料颗粒(6)，其特征在于，所述硬质材料颗粒(6)熔化到粘结剂(5b)中。
2.按权利要求1所述的链锯的锯条，其特征在于，在所述至少一个刀片(3b)和至少一个刀片座(12、14)之间构成为一熔体连接。
3.按权利要求1或2所述的链锯的锯条，其特征在于，所述至少一个刀片(3b)的横截面在横向于锯条行进方向(L)的方向上从至少一个刀片座(12、14)出发呈锥形伸展。
4.按权利要求1、2或3所述的链锯的锯条，其特征在于，所述至少一个刀片座(12、14)具有一用于至少一个刀片(3b)的支承件(14)，此支承件在一锯条行进方向(L)上倾斜设置，刀片(3b)在锯条行进方向(L)上逐渐变细。
5.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，用于自由切削的刀片(3b)从一被链锯的锯条环绕的表面上伸出。
6.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，所述至少一个刀片座(12)具有一木材链锯的锯条的齿部。
7.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，至少一个刀片(3b)构成为一与锯条行进方向(L)基本平行设置的工作面(20)。
8.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，刀片(3b)具有大约7-8mm之间的厚度。
9.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，粘结剂(5b)含有青铜。
10.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，粘结剂(5b)含有钛。
11.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于一设置在刀片(3b)和刀片座(12、14)之间的中间层(10)。
12.按上述权利要求至少一个所述的链锯的锯条，其特征在于，硬质材料颗粒具有金刚石颗粒(6)。
13.按权利要求12所述的链锯的锯条，其特征在于，金刚石颗粒(6)具有平均约200μm的直径。
14.用于制造链锯的锯条特别是按权利要求1至13至少一个所述的链锯的锯条的方法，所述链锯锯条具有许多齿部，所述齿部具有至少一刀片座(12、14)和至少一刀片(3b)，其中将硬质材料颗粒(6)和粘结剂材料(5b)涂覆在一刀片座(12、14)上，并且将粘结剂材料(5b)熔化，以便形成刀片(3b)。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，提供粉末状的粘结剂材料，并将其与硬质材料颗粒混合，并且作为混合物(4b)涂覆在刀片座(12、14)上。
16.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于，一中间层(10)涂覆在刀片座(12、14)上，并且刀片(3b)与此中间层一起熔化。
17.按权利要求14、15或16至少一个所述的用来制造混凝土链锯的锯条的方法，其特征在于，使用了一激光光束(6a)以便熔化。
18.按权利要求14至17至少一个所述的方法，其特征在于，用于形成刀片(3b)的粘结剂熔体通过至少一锭模支承。
19.按权利要求14至18至少一个所述的方法，其特征在于，由至少一个刀片(3b)构成一与锯条行进方向(L)基本平行延伸的工作面(20)。
20.按权利要求14至19至少一个所述的方法，其特征在于，木材链锯的锯条的一齿部用作刀片座(12、14)。
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