DE3339904A1

DE3339904A1 - Dreischichtstahl und seine verwendung fuer kuttermesser etc.

Info

Publication number: DE3339904A1
Application number: DE19833339904
Authority: DE
Inventors: Gustav Walter 5630 Remscheid Steffens; Günter Weber
Original assignee: G WALTER STEFFENS GmbH AND Co; Bergische Stahl Industrie
Current assignee: G WALTER STEFFENS GmbH AND Co; Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1985-05-15
Also published as: IT8449107A0; FR2554388A1; GB8427605D0; IT1178190B; IT8449107A1; GB2150151A; SE8405460L; JPS60131955A; SE8405460D0

Description

" '■-'■' 'LS-1896/83

3339904 o2.ii.i983

Dreischichtstahl und seine Verwendung für Kuttermesser etc.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dreischichtstahl, bei dem eine Schicht aus einem harten Material beiderseits mit je einer Schicht aus einem zähen Material oder eine zähe Schicht beiderseits mit je einer Schicht aus einem harten Material in der Walzhitze ohne andere Zwischenschichten, wie Lot,Nickel o.a., miteinander zusammengewalzt und verbunden werden, wobei das zähe Material korrosionsbeständig ist, und dessen Verwendung für Maschinenmesser für die Nahrungsmittel- und pharmazeutische Industrie, wie beispielsweise Kuttermesser, Spaltmesser etc.

Dreischichtstähle unterschiedlicher Zusammensetzung sind bekannt. Die DE-OS 19 25 8if6 zeigt einen Dreischichtstahl, bei dem die drei Schichten durch spezielle Behandlung eines Vollkörpers erzeugt werden. Nach der DE-OS J>1 oo 5o1 werden die drei Schichten mittels Zwischenlagen aus Nickelfolie o.a. verbunden. Nach der DE-OS 17 58 862 werden durch Umgiessen einer Mittelschicht mit dem Plattierungsmetall und anschliessendes Auswalzen ein Dreischichtstahl gewonnen. Es ist auch bekannt, beim Walzschweißplattieren auf Stahl nichtrostende Chrom- oder Chrom-Nickel-Stähle sowie zunderbeständige oder verschleißfeste Stähle unter Zwischenschaltung von Nickelschichten zu verwenden (DE-AS 1o 1o 796), um so eine feste Haftung zwischen den drei Schichten zu erhalten. Weiter wurden verschiedenartige Kombinationen von Stählen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung vorgeschlagen, wodurch eine feste Haftung der drei Schichten untereinander ermöglicht werden sollten.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass den bekannten Verfahren und den danach hergestellten Dreischichtstählen grosse Nachteile dann anhaften, wenn die aus diesem Material hegestellten Messer schweren Beanspruchungen unterworfen werden müssen, wie dies zum Beispiel bei Kuttermessern der Fall ist. Auch für Maschinen der pharmazeutischen Industrie lassen sich die nach den bekannten Verfahren hergestellten Messer nur bedingt verwenden. Die Nach- '

COPY

♦·— — '--t — —■■—-W- w*uw « IUIIiMUfU

"-." J Jf"-"" ■--"·--- LS-I896/83

^ 3339904 o2.ii.i983

teile bestehen insbesondere darin, dass bei den schnellaufenden Kuttermessern in der Nahrungsmittelindustrie die Schneide ausbrechen kann, was dazu führt, dass der ganze Kutterinhalt verworfen werden muss, weil die Bruchstücke des Messers nicht mehr gefunden werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Messer und deren Herstellungsverfahren zu vermeiden und Messer zu schaffen, die in der Nahrungsmittelindustrie und der pharmazeutischen Industrie weitgehend gefahrlos verwendet werden können und einerseits durch die Zusammen*· Setzung der Schneidschicht eine genügende Lebensdauer erhalten und andererseits durch die Plattierungsschicht nicht korrodieren.

Die Lösung der Aufgabe besteht in der vorliegenden Erfindung, welche in den Patentansprüchen dargestellt ist.

Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der danach hergestellten Messer besteht vor allem darin, dass sich der Dreischichtstahl so einwandfrei durch Walzschweißplattleren herstellen lässt, dass ein Abreissen der Schichten voneinander sicher vermieden wird und die aus diesem Material hergestellten Messer schwere und schwerste Beanspruchungen mit einer genügend langen Lebensdauer aushalten, ohne dass durch aus der Schneide ausgebrochene Bruchstücke oder vom Messer abgebrochene oder abgelöste Stücke das Mahl- oder Schneidgut unbrauchbar wird. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass diese Messer recht einfach und gefahrloser wieder nachgeschliffen werden können, sodass auch dadurch die Lebensdauer erheblich verbessert wird. Auch die korrosionsbeständigkeit der Messer ist für die oben genannte Indistrie von Bedeutung.

Wichtig ist hierbei noch die Tatsache, dass für jedes Messer und jede Beanspruchung und Verwendung durch Auswahl der Werkstoffe im Rahmen der Erfindung ein Maximum an Zähigkeit bei optimalen Verschleißwiderstand und optimaler Korrosionsbeständigkeit erreicht werden kann. So werden z.B. für Kuttermesser korrosionsbeständige Aussenschichten mit 12-18% Chrom und /f-8% Nickel gewählt, wohingegen für Sonderzwecke der Chrom- und Nickel-Gehalt bis auf jeweils 3o% erhöht.werden kann.

"-■ - 5------ "--"". -^: LS-1896/83

In den nachstehenden Besipielen sind ausgewählte Messer beschrieben. Jedoch soll sich die Erfindung nicht darauf beschränken. Es sind eine grosse Anzahl von Variationen möglich,die dem jeweiligen Zweck entsprechend ausgewählt werden können.

Beispiel 1

Ein normales Messer, wie es beispielsweise beim Kuttern verwendet wird, hat eine Gesamtdicke von 6 mm, wobei die Innenschicht eine Dicke von 3»5 mm und die beiden Aussenschichten jeweils eine Dicke von 1,25 mm besitzen.

Die harte Innenschicht , aus der die Schneide des Messers angeschliffen wird, besteht aus einem Material mit der folgenden chemischen Zusammensetzung C= 1,15%

Si/Μη =* Ί%

Cr = 18%

Mo = 2,5% V = 2,1%

Co =1,8%

Ni = o,5% Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

Das Material der Aussenschichten hat eine chemische Zusammensetzung von C 4 o,o6%

Si/Mn 4 1%

Cr = 19%

Ni = 5%

Nb = o,if%

Cu = If, 5%

Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.

Die Aussenschichten besitzen eine gute Korrosionsbeständigkeit auch gegen aggresive Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise zur Reinigung in der Nahrungsmittelindustrie verwendet werden müssen.

Die Standzeit dieses Messers ist sehr gut und ein Ausbrechen der Schneide wurde nicht beobachtet.

Beispiel Z

Ein Kuttermesser mit einer Gesamtdicke von 8 mm hat einen zähen Kern von 5 mm, auf den beiderseits je eine Schicht aus einem harten Material mit einer Dicke von 1,5 mm aufgebracht ist. Der zähe Kern hat eine chemische Zusammensetzung von

C = o,l% Si/Μη £ 1%

Cr = U+%

Ni = 1o%

Ti = 1% (=1oC%)

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

Die beiden harten Aussenschichten besitzen eine ehem.Zusammensetzung von C = o,65%

Si/Mn ■£ 1%

Cr = 14%

Mo = o,5%

V = 1% · Co = o,8% Ni = o,5%

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

Bei diesen Messern, welche vor allem in schneilaufenden Maschinen •eingesetzt werden und bei denen die Schneide einseitig angeschliffen wird, ist die Gefahr, dass die Schneide aus- oder abbricht und damit den Kutterinhalt unbrauchbar macht, sehr gering, sogar fast ausgeschlossen, wodurch auch die Lebensdauer des Messers wesentlich verlängert wird.

Beispiel 3

Ein Spaltmesser, mit dem zum Beispiel Schweinehälften erzeugt werden, besitzt eine Gesamtdicke von 16 mm, welche auf eine k mm dicke Innenschicht und je eine 6 mm dicke Aussenschicht verteilt ist.
Die harte Innenschicht besitzt eine ehem.Zusammensetzung von

C = o,95% Si/Μη ί 1% Cr = 18% Mo = 1%

V = 1,5%

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

-7 —

„PatentanwaltH L. Juno. Augusta-Allee 10,6380 Bad Homburg

"-.- i 7-:^---- -..*·..■ LS-1896/83

3339904 o2.ii.1983

Die beiden zähen Aussenschichten besitzen eine ehem.Zusammensetzung von C = o,25%

Si/Μη έ 1% Cr= li+%

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

Dieses Messer ist besonders verschleissfest, korrosionsbeständig und bei Stossbelastung bruchunempfindlich.

Beispiel if

Für extreme Beanspruchungen wird ein Messer mit einer Gesamtdicke von 2o mm hergestellt, bei dem die 18 mm dicke Innenschicht mit zwei jeweils 1 mm dicken Aussenschichten plattiert ist. Die Innenschicht aus einem zähen Werkstoff hat eine ehem.Zusammensetzung von C = o,o5%

Si/Μη = . 1% Cr = Ni =

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen. Die harten Aussenschichten bestehen aus einem Material mit der ehern,Zusammensetzung von

C = 0,95% '

Si/Mn=· 1% Cr = 18% Mo = 1%

V= 1,5%

Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen.

Mit einem solchen Messer können auch Knochen aller Arten etc. zerschlagen werden, ohne dass schon nach kürzester Zeit die Schneide ausbricht.

Die Zähigkeit der an sich schon zähen Schichten kann noch dadurch verbessert werden, dass man dieses Material vor dem Zusammenwalzen mit der harten Schicht aus bis zu 5o einzelnen Lagen in der Walzhitze zusammenwalzt, wobei die ehem.Zusammensetzung aller Lagen gleich* oder nur geringfügig von einander abweicht. Im letzteren Fall werden dann die Lagen abwechselnd miteinander verwalzt. Das gleiche Verfahren kann man natürlich auch für die harte Schicht anwenden, was besonders für hochwertige Messer vorteilhaft sein kann.

:. " ..^: . LS-1896/83

Es noch andere Kombinationen derJfcar und vor allem auch ausfurbar, welche je nach Beanspruchung der Messer in der Dicke der verschiedenen Schichten und deren chemische Zusammensetzung frei gewählt werden können, sodass diese Messer dem jeweiligen Zweck optimal angepasst werden können.

Claims

Patentanwalt ·„„***:"*

HERMANN L. JUNG Augusta-Allee1o333990 A

D-6380 Bad Homburg v. d. H. ^Dipl'^Chem· Telefon: (0 61 72) 4 12

Telegramme: JUPAT Bad Homburg

Mein Zeichen Tag

LB-I896/83 Jg/l-d o2.11.1983

Ansprüche

1.) Dreischichtstahl, bei dem eine Schicht aus einem harten Material beiderseits mit je einer Schicht aus einem zähen Material oder eine zähe Schicht beiderseits mit je einer Schicht aus einem harten Material in der Walzhitze ohne andere Zwischenschichten, wie Lot, Nickel, o.a., miteinander zusammengewalzt und verbunden werden, wobei das zähe Material korrosionsbeständig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdicke kleiner als 25 mm ist, dass das Verhältnis .der drei Schichten zueinander X1 : Y : XH beträgt, wobei X1 und X2 zwischen 1 und Io mm und Y zwischen 1 und 2o mm liegen soll, und dass die harte Schicht aus einem Stahl mit der chemischen Zusammensetzung

C = cf,Zf - 1,2% Si/Μη ά. \% Cr * 2o% Mo * 3% V ί 3% Co έ 2% Ni <£ 1 ,5%

Best Eisen mit üblichen Verunreinigungen, und die zähe korrosionsbeständige Schicht aus einem Stahl mit der chemischen Zusamme-Setzung C 4 ο,ι*

Si/Μη ^ 1% Cr έ 3ο% Ni * 3o%

• Ti = ο - 12xC%

Nb = ο - 15xC% Cu ί 5% Rest Eisen und übliche Verunreinigungen bestehen.

·-." J *-:-.:- -..-·-■ LS-1896/83

έ.) Dreischichtstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine, zwei oder alle drei Schichten durch mehrfaches Walzen oder Schmieden von bis zu 5o Lagen ohne Zwischenschicht aus Lot,o.a. hergestellt werden."

3.) Dreischichtstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Zusammensetzung des Stahls der einzelnen Lagen für jede Schicht im wesentlichen gleich ist oder nur geringe Unterschiede aufweist.

if.) Verwendung des Dreischichtstahls nach einem der Ansprüche 1 bis für Maschinenmesser für die Nahrungsmittel- und pharmazeutische Industrie, wie beispielsweise Kuttermesser, Spaltmesser etc.

- 3 COPY