DD290446A5 - Kreissaegeblatt in verbundausfuehrung und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kreissaegeblatt in Verbundausfuehrung, insbesondere fuer die Metallbearbeitung und ein Verfahren zur Herstellung des Werkstoffverbundes zwischen dem Stammblatt und dem Schneidenteil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Wahrung des Vorteiles, fuer die Herstellung eines Verbundwerkstoffes fuer Kreissaegeblaetter das Verfahren zum Aufkristallisieren fester Schneidstoffschichten anzuwenden, ein Werkzeug in Verbundausfuehrung zu entwickeln, bei dem eine Veraenderung des Kohlenstoffaequivalentes in der auszen liegenden Schneidschicht des Verbundwerkstoffes unterbunden und zugleich eine fest haftende innige Verbindung zwischen den Verbundmaterialien geschaffen wird. Im Rahmen dieser Aufgabenstellung liegt es ferner, das Verfahren der Aufkristallisation dahingehend zu vervollkommnen, dasz das Aufbringen einer zwischen Traegermaterial und Schneidschicht liegenden Zwischenschicht mit einfachen Mitteln und wirtschaftlich durchfuehrbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz die Zwischenschicht aus den Elementen Fe-Cr-Ni gebildet ist, deren Cr-Gehalt 15 bis 25% und deren Ni-Gehalt bis zu 10%, Rest Fe betragen, wobei die Zwischenschicht im mikroskopischen Bereich, naemlich in einer Dicke von 30 bis 50 m, ausgefuehrt ist und waehrend des Aufkristallisationsprozesses durch Kondensation aufgebracht wird.{Kreissaegeblatt in Verbundausfuehrung; Verbundwerkstoff; Stahllegierung fuer den Verbundwerkstoff; Verfahren der Aufkristallisation}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung ~-

Die Erfindung betrifft ein Kreissägeblatt, insbesondere für die Metallbearbeitung und ein Verfahren zur Herstellung des Werkstoffverbundes zwischen dem Stammblatt und dem Schneidenteil.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Kreissägeblätter, die aus einem Stammblatt und einem Schneidenteil in der Form eines Werkstoffverbundes verschiedener Materialien bestehen, sind bekannt.

In der DE-OS 27 39946 wird beispielsweise eine Werkzeugausführung dieser Art vorgestellt, bei der der Werkzeugkörpc; aus drei konzentrischen Zonen zusammengesetzt ist, wobei als Material für die äußere Zone ein Schnellarbeitsstahl und als Material für die mittlere und innere Zone ein Werkzeugstahl Verwendung findet. Die einzelnen Zonen werden hierbei durch Schweißungen miteinander verbunden. Außerdem können die beiden äußeren Zonen eine in Richtung zum Zentrum des Sägeblattes hin abnehmende Dicke aufweisen und das Material der Mittelzone ein Stahl solcher Qualität sein, daß eine Diffussion von Kohlenstoffatomen aus dem Werkzeugstahl der inneren Zone zum Schnellarbeitsstahl der äußeren Zone verhindert wird, um die Gebraucheeigenschaften des Schnellarbeitstahles nicht zu beeinträchtigen.

Diese Art von Sägeblättern sind in verschiedener Hinsicht mit Nachteilen behaftet. Einerseits bereitet deren Warmbehandlung sowie das Richten und Spannen des Sägenkörpers Schwierigkeiten, und andererseits ist die fertigungstechnische Beherrschung der Verschweißung der einzelnen unterschiedlichen Werkstoffzonen schwierig sowie zeit- und kostenaufwendig. Ähnlich verhält es sich bei Sägeblättern, welche durch die DE-OS 3323409 bekannt geworden sind. Das dort in Vorschlag gebrachte Sägeblatt zum Trennen von Holz, Metall, Kunststoff usw. besteht aus einem Stammblatt und einem Schneidbelag, der am Umfang des Stammblattes aufgelötet oder aufgeklebt ist.

Der Schneidbelag ist als Strang ausgeführt und soll mit einer Verzahnung oder mit einer Schleifmittelbeschichtung versehen sein, wie das beispielsweise auch bei Reib- oder Schnelltrennsägen der Fall ist. Bei diesem Sägeblatt bildet demnach ein Sägeoder Schleifdraht das eigentliche abrasive Element des Sägeblattes, durch den vor allem der Geräuschentwicklung beim Sägevorgang und der Erschütterungs- bzw. Schwingungsübertragung entgegengewirkt werden soll. Außerdem soll diese Werkzeugausführung auch die Möglichkeit schaffen, einen durch Verschleiß verbrauchten Sägedraht vom Stammblatt abzuspannen und ein neues Stück Sägedraht aufzuziehen.

Dieser Art Sägeblättern bleibt ein relativ kleiner und zudem spezieller Anwendungsbereich vorbehalten, zumal deren Herstellung und der Austausch verbrauchter Sägedrähte mit erheblichen Umständen verbunden ist. Nur in eigens dafür eingerichteten Spezialwerkstätten kann eine sachgerechte Werkzeuginstandsetzung und das komplizierte Verlöten der Verbindungsteile vorgenommen werden. Für die Vielzahl der üblichen Säge- bzw. Trennarbeiten, auch jener bei unterschiedlichen Werkstoffen, sind die herkömmlichen Sägeblätter nicht durch die vorgenannte Sägenart zu ersetzen.

Es ist auch bereits bekannt, Werkzeuoe «:> Zerspanungszwecke, wie Sägeblätter, Messer, Fräser, Drehstähle oder auch Walzen für Werkzeuge, aus einem Stahl-Verbr id-Material herzustellen (DE-OS 2753475).

Das Stahl-Verbund-Material besteht hierbei aus zwei metallisch verbundenen Stahlkomponenten mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen, von denen die eine das Trägermaterial des Werkzeuges und die andere den Arbeitsteil bzw. den Schneidteil des Werkzeuges bildet.

Es ist selbsterklärlich, daß der letztere aus einem Hochleistungsstahl, der für Zerspanungsarbeiten geeignet ist und das Trägermaterial aus einem billige, en, z. B. Kohlenstoffstahl, bestehen sollte. Die Verbindung der beiden Stahlkomponenten kann durch Gießen, Schweißen, Warmwalzen oder dergleichen hergestellt werden. Vorzugsweise sollen sie nach einer Methode verbunden werden, wie sie in der CA-PS 970661 beschrieben ist und derzufolge die Verbundwerkstoffe durch elektrisches Verschmelzen miteinander verbunden werden sollen.

Zur Herstellung von Zerspanungswerkzeugen in Verbundausführung ist auch schon der Vorschlag gemacht worden, die aus einem ausgewählten Trägermaterial bereitgestellten Werkzeuggrundkörper zum Zwecke der Ausbildung des Werkstoffverbundes in ein metallisches Schmelzbad einzutauchen, infolge dieses Eintauches auf ihrer Oberfäche eine der Schmelze entsprechende Metallschicht aufzubringen und anschließend in ihrem so beschichteten Obeiflächenbereich einer formgebenden Bearbeitung zu unterziehen. Die Metallschmelze besteht hierbei aus einer Legierung oder einer Legierung und einer Metall-Nichtmetallveroindung aus einem hochfesten Stahl und/oder einem Metallkarbid, Metallnitiid oder dgl., einem Werkstoff also, der im gegebenen Fall als Schneidwerkstoff Verwendung finden soll. Die Ablagerung diesar verschleißfesten Schichten erfolgt in einem kontinuierlichen Prozeß unter Vakuumbedingungen im Wege einer Aufkristallisaiion, in deren Verlauf mehrere Einzelschichten Schicht für Schicht aufgebracht und auf verschiedene Weise noch einer Nachbehandlung, z. B. durch erneutes fokales Aufschmelzen, unterzogen werden.

Gegenüber den vorerwähnten Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, die durchweg kompliziert, daher aufwendig und in der Praxis technologisch nur schwer beherrschbar sind, stellt das letztere Verfahren in Form der Aufkristallisation eines Verbundwerkstoffes eine progressive Technologie zur Herstellung von Verbundkörpern für Zerspanungswerkzeuge dar. Donnoch ist es so, daß durch den unmittelbaren Kontakt zwischen dem Trägermaterial und der aufkristallisierten Schicht, z. B. aiiS Hochlelstungsschnellarbeitsstahl durch eine nicht kontrollierte Diffusion von Kohlenstoff in die äußere Schicht, die Gefahr besteht, daß eine Versprödung der hochlegierten Metallschicht eintritt, was naturgemäß die Eigenschaften des Werkzeuges beeinträchtigt. Bei dünnwandig ausgeführten Werkzeugen, z. B. bei Sägeblättern, kann sich dieser Umstand besonders nachteilig auswirken.

Zur Verringerung dieses Mangels sieht zwar die DE-OS 2739946 die schon erwähnte Mittelzone aus austenitischem Stahl mit hohem Nickelgehalt vor, doch muß der Nachteil in Kauf genommen werden, die so beschaffene Metallverbindung durch Elektronenstrahlschweißung herzustellen. Das erfordert neben anderem einen hohen gerätetechnischen Aufwand und muß auch durch andere technologische Voraussetzungen don Erfordernissen der Wirtschaftlichkeit angepaßt werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bisher aus Vollhochleistungsschnellarbeitsstahl produzierten Kreissägeblätter durch solche in Verbundausführung zu ersetzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Wahrung des Vorteiles, für die Herstellung eines Verbundwerkstoffes für Kreissägeblätter oder artgleiche Zerspanungswerkzeuge das Verfahren zum Aufkristallisieren verschleißfester. Schneidstoffteilchen anzuwenden, ein Werkstoff in Verbundausführung zu entwickeln, bei dem eine Veränderung des Kohlenstoffäquivalentes in der außen liegenden Schneidschicht des Verbundwerkstoffes sicher unterbunden und zugleich eine

festhaftende, innige Verbindung zwischen den Verbundmaterialien geschaffen wird.

Im Rahmen dieser Aufgabenstellung liegt es ferner, das Verfahren der Aufkristallisation dahingehend zu vervollkommnen, daß

das Aufbringen einer zwischen Trägermaterial und Schneidschicht liegenden Zwischenschicht mit einfachen Mitteln und wirtschaftlich durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenschicht aus den Elementen Fe-Cr-Ni gebildet ist, deren Cr-Gehalt 15 bis 25% und deren Ni-Gehalt bis zu 10%, Rest Fe betragen, wobei die Zwischenschicht im mikroskopischen Bereich,

nämlich in einer Dicke von 30 bis 50pm, ausgeführt ist und während des Aufkristallisierungsprozesses durch Kondensation aufgebracht wird.

Die genannte chemische Zusammensetzung der Zwischenschicht verbindet auf vorteilhafte Weise zwei der wesentlichen Eigenschaften, die an das Vorhandensein einer solchen Zwischenschicht zu stellen sind, nämlich die Vermeidung von Diffussionsvorgängen zwischen dem Trägermaterial und der Schnoidschicht und zum anderen den zumindest teilweisen Abbau

von Gefügespannungen, die auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Verbundwerkstoffe beim Härten des Verbundwerkstoffes oder bei dessen andersgearteten Nachbehandlung, z. B. durch erneutes und wiederholtes

Aufschmelzen und bildsames Nachformen der einzelnen, sich zur Schneidschicht ergänzenden Einzelschichten aufzutreten

üblich sind.

Die Zwischenschicht der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Beschaffenheit zeichnet sich somit vor allem durch eine

gute Zähigkeit und hohe Sperrwirkung gegen die sonst gegenwärtige C-Diffussion aus.

Die Eigenschaften eines zähen Trägermaterials als Sta-nmblatt für Kreissägeblätter oder artgleiche Zerspanungswerkzeuge und

auch die Ausführung der Schneidschicht im Schneidenbereich dieser Werkzeuge bilden zusammen mit der vorteilhaften

Ausbildung und Wirkung der erfindungsgemäßen Zwischenschicht eine der wichtigen Voraussetzungen, um solche Verbundwerkstoffe in der Werkzeugherstellung und Werkzeuganwendung praktisch sinnvoll und zweckdienend einsetzen zu

können.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel kurz beschrieben. Zur Herstellung eines Kreissägeblattes für die Metallbearbeitung wird von einem in an sich bekannter Weise vorgefertigten Stammblatt aus Trägermaterial der Werkstoffsorte 50CRV4 ausgegangen.

Auf den äußeren Umfang de.» Stammblattes wird eine etwa 3mm dicke Schicht hochlegierten Schneidwerkstoffes folgender chemischer Zusammensetzung

C = 0,87-0,93%

Cr = 3,8-4,3%

Mo = 5,0-5,5%

V = 1,75-1,85%

W = 5,6-6,1% Rest Eisen

aufgebracht.

Das Aufbringen dieser den Sr.hneidenteil des Kreissägeblattes bildenden Schneidschicht erfolgt durch Auf kristallisieren aus der

entsprechend beschaffenen Metallschmelze.

Vorher jedoch, d. h. vor dem Eintauchen des Stammblattes in die Metallschmelze, erfolgt in einem kontinuierlichen Prozeßablauf

das Aufbringen einer etwa 40 μηη dicken Fe-Cr-Ni-Zwisnhenschicht,die ca. 20%Crund8% Ni enthält, durch Kondensation dieser

Elemente auf dem Trägermaterial. Zu diesem Zweck wird das Trägermaterial bzw. das Stammblatt, ohne in das Schmelzbad

einzutauchen, eine definierte Zeitspanne lang über eine Schmelze des Schichtwerkstoffes gedreht, wobei sich die auf der

Schmelze abdampfenden Elemente Fe, Cr und Ni auf dem Trägermaterial abscheiden. Est im Anschkti daran erfolgt das Absenken des Werkzeugkörpers in das Schmelzbad zur Ablagerung des die Schneidschicht

bildenden hochlegierten Schneidswerkstoffes.

Die Herstellung der Verzahnung des Kreissägeblattes erfolgt sodann in üblicher Weise, z. B. durch Einschleifen der Zahnlücken,

wobei der Zahngrund natürlich noch im Bereich der Dicke der Schneidschicht liegen soll. Die härtereitechnische

Warmbehandlung des Werkzeuges wird nach den hier üblichen Erfordernissen durchgeführt.

Claims (3)

1. Kreissägeblatt in Verbundausführung, bei dem der Werkzeugkörper aus einem Stammblatt aus Trägermaterial und einem Schneidenteil bzw. einer Schneidschicht aus hochlegiertem Schneidwerkstoff zusammengesetzt ist und bei dem zwischen dem Trägermaterial und dem Schneidenteil eine, die Verbindung zwischen dem Trägermaterial und dem Schneidwerkstoff begünstigende Zwischenschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ausden Elementen Fe-Cr-Ni gebildet ist, deren Cr-Gehalt 15 bis 25% und deren Ni-Gehalt bis zu 10%, Rest Fe beträgt, wobei die Zwischenschicht im mikroskopischen Bereich, nämlich in einer Dicke von 30 bis 50 pm ausgeführt ist.

2. Verfahren zur Herstellung von Kreissägeblättern in Verbundausführung, bei denen der Werkzeugkörper aus einem Stammblatt ausTrägermaterial und aus einem Schneidenteil bzw. einer Schneidschicht aus hochlegiertem Schneidwerkstoff zusammengesetzt ist und bei denen zwischen dem Trägermaterial und dem Schneidenteil bzw. der Schneidschicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht während eines Aufkristallisierungsprozesses aus einer Metallschmelze durch Kondensation abgeschieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schneidenteil bildende Schneidschicht aus dem schmelzflüssigen Zustand unter Vakuumbedingungen durch Aufkristallisation auf dem Trägermaterial abgeschieden wird.