DE1930576A1 - Verfahren zur Herstellung von Bandstahl und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

R. POSCHENRIEDER

MFL-ING. H.-J. MULLER ' »»OUO/0

Patentanwälte
t MONCxIEN 80

n-SlraSe 38 .

44375S As/HbT.

P 168-125

Uddeholms Aktiebolag, Uddeholm (Schweden)

Verfahren zur Herstellung von Bandstahl und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Walztechnik und bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung und Behandlung von Bandstahl» Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Bandstahl mit gestauchten oder quergewalzten Kanten,,

Die gemäß der Erfindung hergestellten Bänder eignen sich als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von Sägeblättern, verschiedener Arten von Messern usw.

Beim Sägen muß der vom Sägeblatt erzeugte Schnitt oder die Nut jederzeit breiter sein als die Dicke des Sägeblattes, damit dieses frei in dem Schnitt bewegbar ist„ Dies wird normalerweise dadurch erzielt, daß die Zähne des Sägeblattes geschränkt werden, d.h. abwechselnd nach links und nach rechts gegen die Sägeblattebene versetzt werden.

909883/12 35 ~²~

original

Es ist auch "bereits vorgeschlagen worden, als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Sägeblättern einen Bandstahl zu verwenden, der einen keilförmigen Kantenabschnitt aufweist, der gegen die Mitte des Bandes hin verjüngt ist, so daß der keilförmige Abschnitt die Arbeitskante des Sägeblattes bildet. Der auf diese Weise erzielte Vorteil besteht darin, daß es nicht mehr erforderlich ist, die Zähne der Säge zu schränken, und daß außerdem die Säge haltbarer ist als eine Säge mit geschränkten Zähnen und daß der Sägeschnitt glatter und geradliniger ausfällt. ^J

Mit der Herstellung von keilförmigem Bandstahl gehen jedoch schwer beseitigbare Nachteile einher» Beispielsweise ist es bisher unmöglich, Bandstahl, der sich durch die angestrebten Eigenschaften auszeichnet, einfach dadurch herzustellen, daß eine Kante zu einer Keilform gestaucht wird, während das Band gewalzt wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß infolge des unterschiedlichen Maßes, in dem der Bandstahl infolge der unb^omogenen Bearbeitung desselben gestreckt wird, der Bandstahl sich verbiegt oder verwirft.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist vorgeschlagen worden, das Band aus zwei ebenen Rohlingen herzustellen, nämlich einem verhältnismäßig dünnen Rohling, der den. . Rückenteil des Sägeblattes bilden soll, und einen dickeren Rohling, der den die Zähne tragenden Teil des Sägeblattes bilden soll. Der dickere Rohling wird «nu dem ' dünneren angeschweißt und zu einer Keilform zugeschliffen.

909883/1235

Dieses Verfahren ist kompliziert und verursacht eine erhebliche Menge an Materialabfall.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, das diese aufgezeigten, beim Stauchen der Kante eines Bandstahles für die Herstellung von Sägeblättern auftretenden Nachteile unter Vermeidung der oben angegebenen komplizierten Herstellungsverfahren beseitigt.

Die Erfindung ist jedoch nicht allein auf Material für die Herstellung von Sägeblättern beschränkt, sondern kann in allen jenen Fällen Anwendung finden, in denen die Herstellung von Bandstahl mit gestauchten Kanten gewünscht wird, wie dies beispielsweise für die Herstellung mannigfaltiger Arten von Messern erwünscht ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß das Band zwischen zwei Hauptwalzen hindurchgeführt wird, während gleichzeitig die beiden längen Kanten des Bandes mittels zweier quergestellter Kantenwalzen im Bereich des Spaltes zwischen den beiden Hauptwalzen gestaucht werden, womit dem Kantenteil des Streifens ein Profil größerer Dicke als der Dicke des Mittelteiles gegeben wird.

Die Erfindung bezi'eht sich auch auf eine Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens, die in der Hauptsache gekennzeichnet ist durch zwei Hauptwalzen mit abgeschrägten Kanten und zwei quer zu den Hauptwalzen angeordnete Kantenwalzen, die an den Seiten der ersteren im Bereich des Walzenspaltes zwischen diesen anliegen.

-4-909883/1235

In der Zeichnung sind zwei "bevorzugte Ausführungsformen

der Erfindung dargestellt. Dabei sind erfindungsunwesentliche Teile, die jedoch in der Vorrichtung vor- . handen sind und bei dem Verfahren gemäß der Erfindung Verwendung finden, weggelassen.

Fig. 1 ist eine Ansicht eines Bandes von oben zur Veranschaulichung des Stauchens der Kante gemäß der Erfindung. ' .

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der linie A-A in Fig. 1j

Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein in der Vorrichtung gemäß 1 und 2 hergestellten Bandes zur Veransohaulichung der Querschnittsform in größerem Maßstab?

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Abschnittes eines Sägeblattes, das aus dem Band gemäß Fig. 3 hergestellt iet}

Fig. 5 zeigt eine weitere Profilform eines Bandes, die gemäß der Erfindung herstellbar ist; und

Fig. 6 zeigt ein aus dem Band gemäß Fig. 5 hergestelltes Schneidwerkzeug.

In Fig. 1 und 2 bezeichnet 1a den Bandstahl, dessen Kante gestaucht werden soll, und mit 1b ist das bereits gestauchte Band bezeichnet. Zwei Hauptwalzen sind mit 2 und 3 bezeichnet. Die Hauptwalzen 2 und 3 weisen je eine kräftige Antriebswälze 2a und 3a sowie einen Walzring 2b und

9098&3/T235

3b auf, der an der betreffenden Walze 2a bzw. 3a aufgeschrumpft -iat und · .'. beim Walzein die Berührungsfläche der Hauptwalzen mit dem Band bildet. Obwohl diese Walzringe weit schmäler als die Walzen 2a, 39 sein können, ist der Durchmesser dieser Ringe 2b und 3b bei weitem größer als der der Antriebswalzen 2a und 3a. Ferner sind die Kanten 2b¹, 2b" und die Kanten 3b¹, 3b" der einzelnen Ringe derart abgeschrägt, daß sie je im Verein die Begrenzungsflächen von Hohlräumen bilden, die das Profil der Kanten des Bandes beim Walzen bestimmen.

Die dritte Begrenzungsfläche dieser das Profil erzeugenden Hohlräume wird von je einer von zwei Kantenwalzen 4a und 5a gebildet. Diese Walzen sind quer zu den Hauptwalzen 2 und 3 angeordnet und berühren die Seiten der Ringe 2b, 3b im Bereich des Walzenspaltes zwischen den Ringen 2b, 3b.

Der Durchmesser der Kantenwalzen 4a, 5a ist im Vergleich zu den Ringen 2b und 3 b klein, bei einer Prototyp-Anordnung betrug der Durchmesser der Kantenwalzen 25 mm gegenüber einem Walzringdurchmesser von 175 mm. Die Bedeutung des verhältnismäßig kleinen Durchmessers der Kantenwalzen ergibt sich aus der folgenden Beschreibung.

Jede der Kantenwalzen 4a, 5a wird von zwei Widerlagerwalzen 4b, 4c bzw, 5b und 5c abgestützt. Die Walzen sind in (nicht dargestellten) lagern derart montiert,' daß sie nicht nachgeben.

Das Walzsystem arbeitet in folgender Weise. Das ebene Band

-6-

909883/1235

wird in den Spalt zwischen den Walzringen 2b, 3b eingeführt, die seine Dicke vermindern. Die Banddicke wird normalerweise um ein Maß zwischen 2 und 20 $> vermindert, obwohl natürlich diese Größe noch geringer (in manchen Fällen können die Walzringe als Bandvorschub dienen, ohne die Dicke des Bandes überhaupt zu vermindern) oder höher sein (die Dickenverminderung kann bei sehr duktilen Bandstahlmaterialien bis zu 50 ia und darüber betragen).

Die Breite des Ausgangsmaterials 1a ist um ein geringfügiges Maß größer als die Breite der Walzringe 2b und 3b. In Fig. 1 sind die überschüssigen, überstehenden Teile des Materials mit 1a¹ bzw. 1a" bezeichnet. Da das Verhältnis der Banddicke zur Bandbreite normalerweise verhältnismäßig groß ist, kann -eine gewisse Verbreiterung des Streifens infolge der Bewegungen in dem Material bei Walzen zwischen den Ringen 2b und 3b erwartet werden.

Wenn das Band 1a in den Spalt zwischen den Walzringen 2b und 3b mit dem Ziel der Dickenverminderung eingeführt wird, wird es auch einem von den Kantenwalzen 4a, 5a ausgeübten, seitlich wirkenden Walzdruck ausgesetzt, durch den die überschüssigen, überstehenden Teile la¹ und 1a" einwärts gepreßt werden, so daß diese Teile zusammen mit einem gewissen anderen Bruchteil des Materials zusammen veranlaßt werden, die formgebenden Hohlräume zu füllen, die von den Kantenwalzen, den abgeschrägten Flächen 2b¹, 3b¹ bzw. 2b" und 3b" der betreffenden Walzringe sowie dem so profilierten Steg des Streifens begrenzt sind, Da die Kantenwalzen nur einen geringen Durchmesser haben, treffen diese Walzen mit den überschüssigen, übersteheniden Teilen 1a¹ bzw. 1a" im wesentlichen im Bereich des Walzenspaltes zwischen den Walzringen 2b, 3b der Haupt-

- 7 - · 909883/1235

walzen :.-. ⁱ '.''■■. zuerst zusammen. Wenn andererseits die Kantenwalzen von einem wesentlichen Durchmesser wären, würden sie mit dem Band 1a an einem verhältnismäßig fernen Punkt vor dem Walzenband zusammentreffen, wodurch das Band verbogen würde.

Das Material in jedem der geformten Kantenteile 1b^f und 1b" besteht aus:

a) einem Teil, der als Verlängerung des Stegteiles des fertigen Bandes betrachtet werden kann,

b) den Materialteilen zu beiden Seiten dieses erstgenannten Teiles, die mit diesem zusammen der ursprünglichen Dicke des Bandes entsprechen;

c) dem überschüssigen, überstehenden Teil des Materials (z.B. 1a') und

d) dem bei der Breitenzunahme des Bandes bei dessen Dickenverminderung durch die Walzen anfallenden Material.

Die gewünschten Kantenprofile werden auf diese Weise durch ein komplexes System von Bewegungen in dem Material erhalten^ Dies© Bewegungen erzeugen komplizierte Spannungsverhältnisse in dem Band. Wenn, wie dies früher geschah, nur eine Kante des Bandes gestaucht würde, würden diese Spannungen zu einem verworfenen Band führen. Gemäß der Erfindung werden nun beide Kanten des Bandes gestaucht, so daß die Kantenprofile kongruent übereinstimmen. Die Spannungen in dem Band werden daher voll symmetrisch um die Mittellinie des Bandes verteilt, wodurch ein Verwerfen

-8-809883/1235

BAD ORIGINAL

oder Biegen des Bandes beim Waleen vermieden wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Behandlung des Bandes nach dem Walzen. Wenn das Band beispielsweise bei der Herstellung von Sägeblättern verwendet werden soll, wird es entlang seiner Mittellinie zerschnitten, und jede Bandhälfte bildet dann einen Sägeblattrohling. Das Band kann jedoch nicht unmittelbar nach dem Walzen zerschnitten werden, da dies dazu führen würde, daß die vorhandene Symmetrie der Spannungen verlorengehen würde, und das Band sich wiederum verwerfen würde. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird daher das Band vor dem Zerschneiden einer Wärmebehandlung unterzogen.

Diese Wärmebehandlung kann in einem herkömmlichen Härten, d.h. zunächst einem Lösungsglühen zur Beseitigung aller Spannungen, und einem anschließenden Abschrecken des Bandes in einem geeigneten Medium, bestehen·

Anstatt dessen kann die Wärmebehandlung aus einem Anlassen zur Beseitigung der Spannungen bestehen.

Nach dieser Wärmebehandlung wird das Band entlang seiner Mittellinie in zwei kongruente Hälften geteilt. Dieses Teilen entfällt natürlich dann, wenn das Band mit gestauchten Kanten an beiden Seiten verwendet werden soll··

Fig. 3 zeigt das Profil eines gemäß der Erfindung gewalzten Bandeβ vor dem Teilen.

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt eines aus dem Band gemäß Fig. 3 hergestellten Sägeblattes.

-9-

9.09883/1235

Die Form des Kantenprofils kann dadurch geändert werden, daß der Grad der Abschrägung der Walzringe 2b und 3b variiert wird. Dementsprechend ist die Erfindung nicht auf ein Kantenprofil einer besonderen Ümrißform beschränkt, sondern die Profilform ist in weiten Grenzen variierbar und umfaßt sowohl bekannte als auch neue Profilformen. Pig* 5 veranschaulicht beispielweise die Form eines Kantenpröfils, die gemäß der Erfindung erzielt wird.

Pig* 6 veranschaulicht eine Messerklinge, die aus dem ange* lässenen, geteilten Band durch Schleifen des Kantenprofils hergestellt wurde.

Das Material, die Bandabmessungen, die Vorbehandlung de« Bandes, das Maß der Dickenverminderung des Bandes, das Bandprofil nach Behandlung des Bandes', die Walztemperatur usw. sind Paktoren, die ohne Abweichung vom Ärfindungsge* danken in mannigfaltiger Weise variierbar sind*

Eine Auswahl der mannigfaltigen Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens wird in folgenden Beispielen gegeben*

Beispiel. 1,

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung von Bandstahl für Pleischbändsägen. Ein für diese Zwecke geeigneter Stähl hat folgende Analyse: 0,22 $ G, 0,5 ft Mn, 0,45 fi Si, 13*2 % Cr, 0,5 $> Ni, ßest Eisen und gelegentliehe Verunreinigungen. Das Ausgangsmaterial wird zunächst in nör-

öS ·

maler Weise auf eine Diöke von\Ö,6 mm gewalzt* Die Band-

-10-909883/1235

breite sollte zwischen 10 und 40 mm betragen. Das Band wird vor dem Stauchen einem Rekristallisationsglühen unterworfen und schließlich gemäß der Erfindung gewalzt. Bei dem Stauchen und Fertigwalzen gemäß der Erfindung wird dem Band das in Fig. 3 gezeigte Grundprofil gegeben. Das Band wird dann gehärtet, anschließend werden sämtliche Spannungen beseitigt, und das Band wird entlang der Mittellinie geteilt.

Das abschließende Walzen und Stauchen erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur, kann aber auch als Walzen im Ferritstädium des Materials bei einer Temperatur unmittelbar unterhalb der TJmwandlungs tempera tür durchgeführt werden. Im letzteren Fall ist ein Rekristallisieren nicht erforderlich, da die Zähigkeit des Materials ohne Vornehmen einer solchen Wärmebehandlung genügend gut ist.

Beispiel 2

Dieses Beispiel bezieht sich auf Bandstahl für Metallsägeblätter, beispielsweise Blätter von Bogensägen. Ein geeigneter Stahl ist in diesem Fall ein Hoohledsfcungs-Schnellstahl der üblichen Zusammensetzung von 03 $ C, 4 $ Cr, 5 fo Mo, 6,5 $ W, 1,93ε If, Rest im wesentlichen hur Eisen und gelegentliche Verunreinigungen. Nach Warmwalzen und Kaltwalzen auf eine Dicke von zwischen 0,60 bis 1,50 mm und eine Breite von zwischen 20 und 80 mm wird das Band gemäß der Erfindung gestaucht. Auf diese Weise wird dem Band das in Fig. 3 veranscjäatlichte Profil gegeben. Dann wird das Band entlang seiner Mittellinie geteilt, nachdem es zur Beseitigung der Spannungen ange-

- 11 -

909883/123S

■ ■ - ti -

lassen wurde. Anschließend an das Ausstanzen der Sägezähne wird das Band durch Härten der Zahnspitzen gehärtet.

Baiapiel 3

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung von Stahl für MetallbandsägenV Ein geeignetes Material ist ein Koh- · lenstoffstahl mit folgender Analyse? 1,3 $> C, 0,2 # Si, 0,35 % Mn, 0,2 # Cr, Rest im wesentlichen Eisen und gelegentliche Verunreinigungen. Nach dem Walzen auf die im Beispiel 1 angegebenen Abmessungen und nach Rekristalli sationsglühen werden die Kanten des Bandes gemäß Fig. 3 gestaucht. Das Band wird dann zur Beseitigung der Spannungen angelassen und entlang der Mittellinie geteilt. Die Stauchtemperatur ist bei diesem Beispiel sowie bei dem im folgenden Beispiel beschriebenen Verfahren analog der im Beispiel 1 angegebenen.

Beispiel 4

Das Beispiel besieht sich auf die Herstellung von Bandstahl für Messerklingen zum Schneiden weicher Materialien, . wie Holz, Papier, Kunststoff. Ein geeignetes Material ist ein rostfreier Stahl mit folgender Analyse: 0,32 <$> C, 0,45 Mn, 0,45 # Si, 13,6 # Cr, Rest Eisen und gelegentliche Verunreinigungen. Die Breite und Dicke des Bandes ist in weiten Grenzen „je nach dem Verwendungszweck der Klinge variierbar. Die Breite des bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Ausgangsmaterials beträgt jedoch normalerweise zwischen 20.und 200 mm, während die Dicke zwischen 0,20 und 3,0 mm variieren kann. Das Band wird

- 12 -

809883/1235

einem Rekristallisierungsprozeß unterworfen und dann eur Erzielung des in Pig. 5 gezeigten Kantenprofile gestaucht. Sas Band wird nach dem Stauchen der Kanten zur Beseitigung der Spannungen angelassen oder gehärtet und dann zerschnitten. Die endgültige Form (Fig. 6) wird durch Abschleifen der gestauchten Kantenteile erzielt. Anstatt dessen kann das Band in einer Anzahl von Stadien so gestaucht werden, daß die endgültige form erzielt wird» ohne daß im wesentlichen überhaupt Material durch Sohltlfen beseitigt werden muß.

•Patentansprüche- -13-

909883/1235

8AD ORlQINAt.

Claims (12)

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung und Behandlung von Bandstahl, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig das Band zwischen* zwei Hauptwalzen hindurchgeführt wird und seine langen Kanten durch zwei (^erstehend angeordnete Kantenwalzen im Bereich des Walzenspaltes zwischen den Hauptwalzen zu einem Bandkantenprofil einer Dicke gestaucht werden, die größer ist als die Dicke des mittleren Bereiches.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "beiden langen Kanten des Bandes zu im wesentlichen kongruenten Profilen gestaucht werden, so daß die in dem Band bein Stauchen erzeugten Spannungen im wesentlichen um die Mittellinie des Bandes symmetrisch verteilt werden und ein Verwerfen oder Biegen des Bandes im wesentlichen vermieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß^las gestauchte Band vorzugsweise entlang seiner Mittellinie in zwei Bandstreifen mit je einer gestauchten Kante geteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen in dem Band vor dem Teilen des Bandes beseitigt werden. · "

5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch ,gekennzeichnet, daß

ozw. (frauen

die Spannungen durch Anlassen/des Bandes beseitigt werden.

-14" 90988 3/1-23 8-

ORlGiNAl. INSPECTED

6. Verfahren nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen im Verlauf einer Härtung "beseitigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Bandes bei Raumtemperatur des Stahles gestaucht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Bandes gestaucht werden, während der Stahl auf eine Temperatur im Bereich unmittelbar unterhalb der Umwandlungstemperatür

. des Stahles erhitzt ist, in dem der Stahl eine ferritische Matrix hat.

9· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens na cn einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Hauptwalzen mit abgeschrägten Kanten und zwei quer zu diesen angeordnete und im Bereich des Walzenspaltes zwischen den Hauptwalzen an diesen anliegenden Kantenwalzen aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kantenwalzen bedeutend geringer als der Durchmesser der Hauptwalzen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den Durchmessern 1:5 oder darunter beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ;jede der Hauptwalzen eine vorzugsweise angetriebene -I

- - 1.5 -■■'■'■

909083/1231

ORIGINAL INSPECTED

Waise ist, an der ein Walzring mit abgeschrägten Kanten montiert ist und daß die Ringe die d$s Band berührenden Flächen ,^er Hauptwalzen bilden.

13· Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Erzeugung eines Ausgangsmaterials für die Serstellung von Sägeblättern und Schneidwerkzeugen.

909883/1235

L e e r s e ί t e