DE10341050A1 - Cold saw blade for cutting seam-welded steel tubes comprises a toothed region partially made from a steel alloy and having a component produced by powder metallurgy - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sägeblatt, insbesondere Kaltsägeblatt, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung befasst sich in erster Linie mit Kaltkreissägeblättern, die dem Ablängen von längsnahtgeschweißten Metallrohren, insbesondere von längsnahtgeschweißten Stahlrohren dienen.The Invention relates to a saw blade, especially cold saw blade, according to the preamble of claim 1. The invention deals primarily with cold circular saw blades, the cutting of longitudinally welded metal pipes, in particular serve for longitudinally welded steel pipes.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vornehmlich in Betracht kommenden Kaltkreissägeblätter von insbesondere fliegend arbeitenden Kaltkreissägen werden in Rohr-Fertigungslinien eingesetzt und zersägen die Rohrstrecke in fertigungstechnisch handhabbare Längen von üblicherweise 6 m.The in the context of the present invention primarily into consideration coming cold circular saw blades from in particular flying cold circular saws are used in pipe production lines and saw the pipe section in manufacturing technically manageable lengths of usually 6 m.
Dabei muss beachtet werden, dass längsnahtgeschweißte Stahlrohre über ihren Umfang nicht homogen sind, sondern dass die Längsschweißnaht einschließlich ihres überwiegend radial nach innen vorstehenden axialen Grates eine problematisch zu bearbeitende Unstetigkeitsstelle aus einem relativ harten Gussgefüge bildet, während demgegenüber die Rohrwand eine geringere Härte aufweist. Wegen der Längsschweißnaht unterliegt ein Kaltkreissägeblatt einer erheblichen Stoß- und Schlagbelastung, die sich noch problematischer bei einem frei im Rohrinnenraum liegenden Schabegrat darstellt.there must be noted that longitudinally welded steel pipes over their Scope are not homogeneous, but that the longitudinal weld including its predominantly radially inwardly projecting axial ridge a problematic forms a discontinuity point to be machined from a relatively hard cast structure, while in contrast, the Pipe wall a lower hardness having. Because of the longitudinal weld subject a cold circular saw blade a considerable shock and impact load, which is even more problematic at a free in the tube interior lying Schabegrat.
Die technische Situation beim Zersägen von längsnahtgeschweißten Stahlrohren ist unbefriedigend. Verwendet man Kaltkreissägeblätter aus Werkzeugstahl, so ist die Standzeit eines Kaltkreissägeblattes relativ gering. So erträgt ein übliches Kaltkreissägeblatt aus einem Werkzeugstahl der Güte 1.3343 mit 0,9% C, 4,0% Cr, 5,0% Mo, 1,8% V und 6,2% W bei der Bearbeitung von längsnahtgeschweißten Stahlrohren beispielsweise eine Schnittzahl von 100.The technical situation when sawing longitudinally welded steel pipes is unsatisfactory. Used cold-circular saw blades made of tool steel, so the service life of a cold circular saw blade is relatively low. So he wears a common one Cold circular saw blade from a grade 1.3343 tool steel with 0.9% C, 4.0% Cr, 5.0% Mo, 1.8% V and 6.2% W during processing longitudinally welded steel pipes for example, an average of 100.
Indessen weist ein solcher Werkzeugstahl eines Kaltkreissägeblattes eine hohe Zähigkeit, und damit eine sehr geringe Empfindlichkeit gegen Stoß- und Schlagbelastung beim Sägen auf.however such tool steel of a cold circular saw blade has high toughness and thus a very low sensitivity to shock and impact load when sawing on.
Auch lässt sich ein aus üblichem Werkzeugstahl bestehendes Kaltkreissägeblatt vielfach bis zu einem gerade noch vertretbaren Durchmesser nachschleifen.Also let yourself one of ordinary Tool steel existing cold circular saw blade many times up to one Regrind just acceptable diameter.
Hinzu kommt, dass ein solches Kaltkreissägeblatt relativ preiswert ist und im übrigen wegen der hohen Zähigkeit des verwendeten Werkzeugstahls antriebsseitig keine besonderen maschinentechnischen Voraussetzungen, wie z.B. einen schwingungsarmen Antrieb mit sehr geringem Getriebespiel, verlangt. Mit einem demgegenüber größeren, von einem Rundlauf abweichenden Getriebespiel stellen sich beim Sägen Stoß- und Schlagbelastun gen ein, welche bis zu gewissen Grenzen von einem Kaltkreissägeblatt aus üblichem Werkzeugstahl toleriert werden.in addition comes that such a cold circular saw blade is relatively inexpensive and otherwise because of the high toughness the tool steel used on the drive side no special mechanical engineering Conditions, such as a low-vibration drive with a lot low gear play required. By contrast, with a larger, of a concentricity deviating gear game set when sawing shock and Schlagbelastun conditions which, up to certain limits of a cold circular saw blade from usual Tool steel can be tolerated.
Ein
aus üblichem
Werkzeugstahl bestehendes Kaltkreissägeblatt, von dem auch der Oberbegriff des
Anspruchs 1 ausgeht, ist in der
Außerdem besteht die Möglichkeit, beschichtete Kaltkreissägeblätter, insbesondere plasmabeschichtete Kaltkreissägeblätter, aus dem vorbeschriebenen üblichen Werkzeugstahl zu fertigen. Solche beschichteten Kaltkreissägeblätter besitzen im Vergleich zu den vorerwähnten Kaltkreissägeblättern aus unbeschichtetem Werkzeugstahl mit einer Schnittzahl von ca. 200 die doppelte Standzeit. Auch sind derartige Kaltkreissägeblätter aus beschichtetem üblichem Werkzeugstahl sehr zäh und daher verhältnismäßig unempfindlich gegen Stoß- und Schlagbelastung. Indessen sind Kaltkreissägeblätter aus beschichtetem Werkzeugstahl, die teurer sind als Kaltkreissägeblätter aus unbeschichtetem Werkzeugstahl, nur in einem sehr begrenzten Umfang nachschleifbar. Allerdings benötigen Kaltkreissägeblätter aus beschichtetem Werkzeugstahl wegen dessen großer Zähigkeit keine besonderen Anforderungen an das antriebsseitige Getriebespiel.There is also the possibility, coated cold circular saw blades, in particular Plasma-coated cold circular saw blades, from the above-described usual Manufacture tool steel. Such coated cold circular saw blades possess compared to the aforementioned Cold circular saw blades off uncoated tool steel with an average of approx. 200 twice the life. Also, such cold circular saw blades are made coated standard Tool steel very tough and therefore relatively insensitive against shock and impact load. Meanwhile, cold circular saw blades are made of coated tool steel, which are more expensive than cold circular saw blades uncoated tool steel, regrindable only to a very limited extent. However, need Cold circular saw blades off coated tool steel because of its high toughness no special requirements to the drive-side gear play.
Außerdem werden
bei der Verarbeitung von längsnahtgeschweißten Rohren – allerdings
beim Fertig- bzw. Feinsägen – Kaltkreissägeblätter aus Vollhartmetall
eingesetzt, welche unter Hinweis auf die DE-Z Werkzeuge 87/88 Seite
73 „Durch
und durch hart; Kreissägeblätter aus
Vollhartmetall" ebenfalls
in der bereits erwähnten
Derartige Vollhartmetall-Kaltkreissägeblätter weisen als Ausgangsstoffe Metallkarbide in Pulverform, wie z.B. Wolframkarbid (WC), Titankarbid (TiC) und Tantalkarbid (TaC) mit Kobalt (Co) als Bindemittel auf. Solche Vollhartmetall-Kaltkreissägeblätter besitzen eine sehr große Mohs'sche Härte von 9,8 bis 9,9. Kaltkreissägeblätter aus Vollhartmetall verfügen darüber hinaus mit einer vergleichsweisen Schnittzahl von ca. 2000 über eine sehr große Standfestigkeit. Diese große Standfestigkeit ist jedoch erkauft durch eine sehr geringe Zähigkeit und damit durch eine sehr große Empfindlichkeit gegen Stoß- und Schlagbelastung. Wegen der geringen Zähigkeit erfordern Vollhartmetall-Kaltkreissägeblätter eine präzise Antriebstechnik, insbesondere ein sehr geringes, Umlaufabweichungen vermeidendes Getriebespiel. Wegen ihrer geringen Zähigkeit können Vollhartmetall-Kaltkreissägeblätter nur mit geringem Vorschub und mit höheren Drehzahlen (ca. 400/min) als Leistungsausgleich betrieben werden.Such solid carbide cold circular saw blades have as starting materials metal carbides in powder form, such as tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC) and tantalum carbide (TaC) with cobalt (Co) as a binder. Such solid carbide cold circular saw blades have a very high Mohs hardness of 9.8 to 9.9. In addition, cold-circular saw blades made of solid carbide have a comparatively high cutting capacity of approx. This high stability is, however, paid for by a very low toughness and thus by a very high sensitivity to shock and impact load. Because of the low toughness, solid carbide cold circular saw blades require a precise drive technology, in particular a very low, backlash-avoiding gear play. Because of their low toughness, solid carbide cold circular saw blades can only with low feed and with higher speeds (about 400 / min) than Power compensation operated.
Überwiegend wegen der letztgenannten Gründe werden Kaltkreissägeblätter aus Vollhartmetall deshalb nicht in dem relativ rauen Betrieb einer Rohrtertigungslinie, sondern nur im Zusammenhang von Feinsägearbeiten bei der Rohrkonfektionierung eingesetzt.Mostly because of the latter reasons become cold circular saw blades Solid carbide therefore not in the relatively rough operation of a pipe production line, but used only in the context of fine sawing in the pipe assembly.
Ein weiterer Nachteil von Vollhartmetall-Kaltkreissägeblättern besteht neben deren sehr hohen Anschaffungskosten darin, dass die Schneidzähne nicht nachschleifbar und außerdem kaum schränkbar sind.One Another disadvantage of solid carbide cold circular saw blades is in addition to their very high initial cost in that the cutting teeth are not nachschleifbar and also are hardly restrictable.
Ausgehend
von einem Sägeblatt
aus üblichem
Werkzeugstahl gemäß der
Diese Aufgabe wird gemeinsam mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 mit dessen kennzeichnenden Merkmalen dadurch gelöst, dass zumindest der Zahnbereich, welcher aus mindestens einem Bauteil besteht, ein auf pulvermetallurgischer Basis hergestelltes umgeformtes Bauteil ist.These Task becomes together with the features of the preamble of the claim 1 with its characterizing features achieved in that at least the tooth area, which consists of at least one component consists of a converted on powder metallurgical base Component is.
Ein auf pulvermetallurgischer Basis hergestelltes erfindungsgemäßes Sägeblatt verfügt über eine sehr große Standzeit, die etwa an die Standzeit von Vollhartmetall-Kaltsägeblättern, insbesondere von Vollhartmetall-Kaltkreissägeblättern, heranreicht, also im Vergleich zu Kaltkreissägeblättern aus üblichem Werkzeugstahl mit einer Schnittzahl von etwa 100 eine Schnittzahl von nahezu 2000 gestattet.One Powder metallurgical base produced according to the invention saw blade has one very big Service life, for example, to the life of solid carbide cold saw blades, in particular of Solid carbide cold circular saw blades, reaching, So in comparison to cold circular saw blades of usual Tool steel with an average of about 100 an average of nearly 2000 allowed.
Auf pulvermetallurgischer Basis hergestellte erfindungsgemäße Sägeblätter verhalten sich bei Einsatz und Herstellung im wesentlichen wie Stahl, d.h., die Schneidzähne können im Unterschied zu Sägeblättern aus Vollhartmetall geschränkt und gerichtet werden.On powder metallurgical base produced saw blades according to the invention when used and manufactured essentially as steel, i. the cutting teeth can unlike saw blades Solid carbide limited and be judged.
Auf pulvermetallurgischer Basis hergestellte Kaltsägeblätter besitzen in etwa die Zähigkeit von Stahl und sind deshalb weitestgehend unempfindlich gegen Stoß- und Schlagbelastung. Auch verlangen auf pulvermetallurgischer Basis hergestellte Kaltsägeblätter, insbesondere Kaltkreissägeblätter, keine besonders präzise schwingungsarme Antriebstechnik. Auf pulvermetallurgischer Basis hergestellte Kaltkreissägeblätter sind sowohl mit niedrigen als auch mit hohen Drehzahlen bei entsprechend angepasstem Vorschub zu betreiben.On Cold saw blades produced by powder metallurgy have approximately the same toughness of steel and are therefore largely insensitive to shock and impact load. Also require prepared on powder metallurgy cold saw blades, in particular Cold circular saw blades, no special precise low-vibration drive technology. On a powder metallurgical basis produced cold circular saw blades are with both low and high speeds at accordingly to operate adjusted feed.
Auf pulvermetallurgischer Basis hergestellte Kaltsägeblätter, insbesondere Kaltkreissägeblätter, eignen sich deshalb ausgezeichnet für den Einsatz in der Fertigungslinie für längsnahtgeschweißte Stahlrohre.On cold saw blades made of powder metallurgy base, in particular cold circular saw blades, are suitable therefore excellent for the use in the production line for longitudinally welded steel pipes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Bauteil aus einem fertiglegierten Eisenpulver mit etwa 1–3 % C, etwa 3–5 % Cr, etwa 2–5 % Mo, etwa 2–7% W, etwa 3–9% V und etwa 0–12% Co.In Another embodiment of the invention, the component consists of a Finished iron powder with about 1-3% C, about 3-5% Cr, about 2-5 % Mo, about 2-7% W, about 3-9% V and about 0-12% Co.
Besonders der C-Gehalt von deutlich größer als 1 % ergibt eine große Härte und gute Verschleißeigenschaft eines Kaltkreissägeblattes. Die Zugabe von Co-Bestandteilen, welche nicht unbedingt erforderlich ist, sorgt bei besonderen Anwendungsfällen für eine hohe Warmbeständigkeit.Especially the C content of significantly greater than 1% gives a big one Hardness and good wear characteristic a cold circular saw blade. The addition of co-ingredients, which is not essential is, ensures in special applications for a high heat resistance.
Ein erfindungsgemäßes Kaltkreissägeblatt kann so ausgestaltet sein, dass dessen Zahnbereich einen konzentrisch auf einem Zentralteil befestigten Kreisring, den kreisringförmigen Zahnkranz, bildet. Dabei kann das Zentralteil, welches hinsichtlich Formgebung und Abmessung gegebenenfalls an die Antriebsseite anzupassen ist, aus einem üblichen Maschinenbaustahl bestehen.One Cold-cutting saw blade according to the invention be designed so that its tooth area a concentric on a central part attached circular ring, the annular ring gear, forms. In this case, the central part, which in terms of shaping and dimension, if necessary, to be adapted to the drive side, from a standard engineering steel consist.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, dass der Zahnbereich aus diskreten Einzelzähnen besteht, die peripher an einem Zentralteil befestigt, insbesondere angelötet, sind.A other embodiment of the invention is that the tooth area consists of discrete individual teeth, the peripherally attached to a central part, in particular soldered, are.
Sowohl für den Fall, dass der Zahnbereich einen kreisringförmigen Zahnkranz bildet als auch für den Fall, dass der Zahnbereich aus diskreten Einzelzähnen besteht, sieht die Erfindung eine zweckmäßige Ausführungsform vor, wonach das Zentralteil kreisförmig konturiert ist und aus Stahl besteht.Either for the Case that the tooth area forms a circular ring gear as also for the Case that the tooth area consists of discrete individual teeth, the invention sees an expedient embodiment before, after which the central part is contoured circular and out Steel exists.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der kreisringförmige Zahnkranz auf das kreisförmig konturierte, insbesondere aus Stahl bestehende, Zentralteil aufgeschrumpft.In Another embodiment of the invention is the annular ring gear on the circular contoured, especially made of steel, shrunk central part.
Außerdem gestattet es die Erfindung, dass der kreisringförmige Zahnkranz oder jeder diskrete Einzelzahn etwa dieselbe Stärke wie das Zentralteil aufweist.Also allowed it is the invention that the annular ring gear or each discrete single tooth has approximately the same thickness as the central part.
Entsprechend einer anderen wesentlichen Erfindungsvariante ist es auch möglich, dass das Bauteil das gesamte Sägeblatt, insbesondere das gesamte Kaltkreissägeblatt, bildet.Corresponding another essential variant of the invention, it is also possible that the component the entire saw blade, in particular the entire cold circular saw blade forms.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sägeblattes, insbesondere eines Kaltsägeblattes, wie Kaltkreissägeblatt, Pendelhubsägeblatt oder Langsägeblatt aus einer Stahllegierung zu schaffen.Of the Invention is further the object of a method for Production of a saw blade, in particular a cold saw blade, like cold circular saw blade, Pendelhubsägeblatt or longsaw blade to create a steel alloy.
Diese Aufgabe wurde mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9 mit dessen kennzeichnenden Merkmalen dadurch gelöst, dass Legierungsbestandteile enthaltendes fertiglegiertes Eisenpulver in einer formgebenden Werkzeugform ausgebreitet, in der Werkzeugform zu einem Rohling mechanisch verdichtet und sodann unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre bei Sintertemperatur gesintert wird, wonach der gesinterte Rohling zumindest bei Sintertemperatur geschmiedet wird, worauf der abgekühlte geschmiedete Rohling zu einem fertigen Sägeblatt mechanisch weiterverarbeitet wird.These The object became with the features of the preamble of claim 9 with its characterizing features solved by alloying components containing finished iron powder in a shaping tool mold spread out, mechanically compacted in the mold to a blank and then sintered under vacuum or inert gas atmosphere at sintering temperature, after which the sintered blank forged at least at sintering temperature is what the cooled Forged blank mechanically processed into a finished saw blade becomes.
Gemäß der
Entsprechend dem vorgenannten Verfahren hergestellte pulvermetallurgische Stähle sind naturhart, wodurch sie eine Reihe von Vorteilen gegenüber normalen Werkzeugstählen besitzen. So fallen keine Wärmebehandlungskosten am Sägeblattrohling, d.h. an dem abgekühlten geschmiedeten Rohling, an.Corresponding the above-mentioned method powder-metallurgical steels are produced natural, which gives it a number of advantages over normal tool steels have. So no heat treatment costs on the sawblade blank, i.e. on the cooled forged blank, on.
Mit der entfallenden Wärmebehandlung reduziert sich auch die Neigung des Sägeblattes zum Verzug, womit geringere Richtkosten einhergehen. Insbesondere für den Fall, dass durch Zugabe von Co-Bestandteilen die Warmbeständigkeit des Sägeblattes erhöht ist, kann im Bedarfsfalle die Nachschleifgeschwindigkeit erhöht werden, wodurch sich der pulvermetallurgisch hergestellte harte Stahl relativ rasch bearbeiten lässt.With the attributable heat treatment also reduces the inclination of the saw blade to delay, which lower straightening costs go along. Especially in case that by addition of co-constituents, the heat resistance of the saw blade elevated If necessary, the re-sharpening speed can be increased, whereby the powder metallurgically produced hard steel relatively can be processed quickly.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Verdichtung des fertiglegierten Eisenpulvers in der Werkzeugform unter üblicher Raumluft.In Another embodiment of the invention, the compression of the Finished iron powder in the mold under usual Room air.
Dabei wird ein besonders gutes Arbeitsergebnis dann erzielt, wenn die Verdichtung des fertiglegierten Eisenpulvers in der Werkzeugform isostatisch vorgenommen wird.there a particularly good result is achieved when the Compaction of the finished alloyed iron powder in the mold isostatically made.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kaltsägeblattes bringt auch gestalterische Vorteile mit sich. So ist die Zahnform mit großer Fertigungsidentität durch Vorformung der Zähne, und zwar durch Formgebung in der Werkzeugform bei der Verdichtung des Eisenpulvers oder durch Vorformung der Zähne durch Warmformgebung in der Werkzeugform beim. Schmieden (sogenanntes Feinschmieden) des gesinterten Rohlings vorzunehmen.The inventive method for producing a cold saw blade also brings creative advantages with it. That's the tooth shape with great manufacturing identity through Preforming the teeth, by molding in the mold during compaction of the iron powder or by preforming the teeth by thermoforming in the tool shape when. Forging (so-called fine forging) of sintered blank.
Auch gestattet ein erfindungsgemäß hergestelltes Sägeblatt die Möglichkeit, die Zähne und gegebenenfalls einen Befestigungsbereich (Zentralöffnung, Mitnehmerbohrungen) des Sägeblattes zumindest teilweise spangebend zu bearbeiten.Also allows a manufactured according to the invention sawblade the possibility, the teeth and optionally a mounting area (central opening, Mitnehmerbohrungen) of the saw blade at least partially machinable.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Zähne und gegebenenfalls ein Befestigungsbereich des Sägeblattes zumindest teilweise mittels Laser ausgeschnitten.In Another embodiment of the invention, the teeth and optionally an attachment region of the saw blade at least partially cut out by laser.
Auch ist es bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren im Unterschied zu einem Vollhartmetall-Sägeblatt möglich, die Zähne durch Schleifen zu schärfen oder die Zähne zu schränken.Also it is in the production process according to the invention Unlike a solid carbide saw blade, it is possible to grind the teeth to hone or the teeth to restrict.
Im übrigen schließt das erfindungsgemäße Verfahren auch die Möglichkeit ein, den geschmiedeten Rohling als fertiges Blech zu beziehen und sodann das Sägeblatt entsprechend der gewünschten Sägeblatt-Kontur, beispielsweise entsprechend einer Kreiskontur, aus dem Blech, beispielsweise durch Laserbearbeitung, gegebenenfalls unter Einbeziehung der Kontur der Zähne, und/oder die diskreten Einzelzähne herauszulösen bzw. auszuschneiden und sodann die bereits geschilderten übrigen mechanischen Bearbeitungen durchzuführen.For the rest, the method according to the invention includes also the possibility to obtain the forged blank as a finished sheet metal and then the saw blade according to the desired saw blade contour, for example, according to a circular contour, from the sheet, for example by laser processing, possibly including the contour the teeth, and / or the discrete single teeth extract or auszuschneiden and then the already described other mechanical Performing operations.
Für den Fall, dass ein erfindungsgemäßes Kaltkreissägeblatt aus einem kreisringförmigen Zahnbereich und aus einem Zentralteil aus Metall besteht, hat sich ein Verfahren bewährt, wonach das den Zahnbereich bildende kreisringförmige Bauteil, der kreisringförmige Zahnkranz also, auf das der Befestigung dienende Zentralteil aus Metall, insbesondere aus Stahl, thermisch aufgeschrumpft wird.In the case, that a cold circular saw blade according to the invention from a circular tooth area and consists of a central part of metal, has a process proven, after which the toothed area forming annular member, the annular ring gear So, on the attachment serving central part of metal, in particular made of steel, thermally shrunk.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.Further advantageous features of the invention result from additional Dependent claims.
In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele entsprechend der Erfindung dargestellt, es zeigt,In The drawings are preferred embodiments accordingly of the invention, it shows
In den Zeichnungen sind einander analoge Elemente oder Bauteile stets mit denselben Bezugsziffern versehen.In The drawings are analogous elements or components always provided with the same reference numerals.
In
Das
Kaltkreissägeblatt
Das
Kaltkreissägeblatt
Das
Kaltkreissägeblatt
Das
Kaltkreissägeblatt
Der
kreisringförmige
Zahnkranz
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |