EP0908530B1 - Blatt für eine Säge oder ein Messer und Herstellungsverfahren - Google Patents

Blatt für eine Säge oder ein Messer und Herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
EP0908530B1
EP0908530B1 EP98118991A EP98118991A EP0908530B1 EP 0908530 B1 EP0908530 B1 EP 0908530B1 EP 98118991 A EP98118991 A EP 98118991A EP 98118991 A EP98118991 A EP 98118991A EP 0908530 B1 EP0908530 B1 EP 0908530B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nitrogen
core
steel
hardness
hrc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98118991A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0908530A1 (de
Inventor
Karl-Hermann Wirths
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
C. AUGUST HUECHELBACH GMBH & CO. KG
Original Assignee
C August Huechelbach & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by C August Huechelbach & Co KG GmbH filed Critical C August Huechelbach & Co KG GmbH
Publication of EP0908530A1 publication Critical patent/EP0908530A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0908530B1 publication Critical patent/EP0908530B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding
    • C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces

Definitions

  • the invention relates to a base sheet according to the preamble of claim 1.
  • EP 055694A2 describes a generic base sheet. There is a procedure described, by means of which both in the surface of the base sheet Nitrogen and carbon is diffused. This is done by carbonitriding. Due to the large difference in hardness between surface and core a self-resharpening cutting station should be formed.
  • EP 0751234 describes a base material for the production of master sheets for circular saws, cutting discs, frame saws as well as cutting and scraping devices, where carbon is diffused into the surface.
  • a low-carbon base steel (Case hardening steel) with a carbon content of 0.1 to 0.2 percent. Carbon is then carburized on this steel, so that from its outer wall areas a carburized area towards the inner core with a from outer edge of the outer wall to the non-carburized core declining carbon content is available.
  • the depth of the carburized area should be selected in this way be that after hardening and tempering a third of the total thickness of the base steel remain soft and two thirds hard.
  • the core remains unhardened.
  • the carburizing on both sides serves as a sandwich-like raw material for the saw industry. It is said to have a higher hardness on the surface can be achieved with the same operational and fracture safety and the noise emission be reduced in operation.
  • the master sheets made in this way are used in further process steps to manufacture the end product of hard metal saw teeth, diamonds or the like applied.
  • the invention has for its object a base sheet or a method to specify a base sheet for which, while reducing the Blade heating during operation has a reduced cutting width with simultaneous Increasing the cutting speed is possible.
  • the diffusion process according to the invention forms on the surface or carbonitrides near the surface and nitrides in the lower zones.
  • the process parameters are chosen so that a connection zone with subsequent diffusion zone arises.
  • the thin surface zone of 20 micrometers has excellent sliding properties, which is why friction heating when cutting, especially wood, can be significantly reduced.
  • the ceramic-like character of this surface has the character of a lubricant.
  • the Thermo-technical treatment takes place at temperatures below 600 ° C at temperatures well below case hardening where carbon alone diffused into deep layers. At these temperatures it is Solubility of steel for carbon very low.
  • the diffusion parameters nitrogen diffusion are selected so that the diffusion zone is up to protrudes a maximum of 400 microns into the core material.
  • the depth of diffusion of nitrogen is 200 microns. But it is also planned that the diffusion depth is only 100 microns.
  • the surface hardness can be 300 to 400 HV.
  • weakly alloyed Steels that are alloyed with 0.3% chromium for example, can have a surface hardness 500 to 650 HV 1.
  • a surface hardness of over 700 HV 1 is possible.
  • the Surface hardness can even be 1,150 HV 1 for high-alloy steels. in the The core area should have a hardness of 300 to 450 HV 1 (32 and 50 HRC).
  • the selected steel quality Preferably depending on the selected steel quality, it is in the range between 350 and 430 HV (38 to 48 HRC).
  • HV 38 to 48 HRC
  • the nitrogen and carbon content in the near-surface connection zone is almost constant.
  • the nitrogen concentration in the diffusion zone takes you continuously over a wide range constant gradients down to the core concentration.
  • the core concentration is reached after 400 microns. As a result of this concentration gradient there is a continuous drop in hardness in the diffusion zone up to the core area out.
  • Such steels can also be used which are coated with vanadium, Chromium or molybdenum or nickel are alloyed. Regarding such steels is referred to the article H. Berns: "Tools made of martensitic steel in 292 Z w F 66 (1971), No. 6 ".
  • the diffusion in accordance with the invention is carried out by nitrocarburizing designated process at temperatures up to 570 ° C.
  • the Temperature above 480 ° C. Arise at this treatment temperature temperature-dependent, complex compounds with different nitrogen and carbon levels.
  • nitrogen can be part of the carbon replace and be included in the carbides, taking Form carbonitrides. In contrast to pure ammonia nitriding, this is not necessary because of the typical rough surface.
  • the steel can improve before treatment its core properties are remunerated. With a previous one The tempering temperature must, however, be remunerated or tempered 20 ° to 30 ° higher than the treatment temperature at thermochemical Treatment. But it can also be lower. Then there is another Tempering at its core.
  • the nitro carburizing can take place in a gas as well as by an applied one Powder.
  • carbon is diffused in and nitrogen in a mixture of ammonia and a carburizing gas.
  • calcium cyanamide is used as Powder used.
  • the amount of carbon diffused in is essential less than that of nitrogen.
  • the base sheets made in this way in which either carbide cutting later to be soldered or diamond rubbers to be applied or teeth cut, can heat up to approx. 500 ° C without that a harmful conversion takes place.
  • the technology according to the invention makes it possible to reduce the thickness of the saw blades.
  • a base sheet with a diameter of 400 mm which for example, has a wall thickness of 3 mm
  • the wall thickness can 2.4 mm or even less. It's a reduction by more than 20% possible.
  • the internal residual stresses built up compensate for the reduced form stability due to the reduction in thickness.
  • the fatigue strength is significantly increased.
  • a layer material (sediment material) with a hardened or tempered core, which in contrast to the known layer material is not soft, but has a uniform martensite structure.
  • the material initially forms a hardened zone with a rising edge Nitrogen content.
  • the connection layer directly on the edge forms special nitro carbides and has a smooth sliding surface.
  • the hardening takes place during the diffusion phase and can be done without quenching be achieved.
  • the treatment temperature is comparatively low. In a variant of the method, it can be 520 ° to 560 °.
  • the procedure is applicable to all types of steel, alloyed and non-alloyed. Advantageous is the increase in fatigue strength, corrosion resistance and the temperature resistance.
  • the nitrided layer retains its high hardness up to approx. 500 ° C.
  • the one with the Manufacturing accompanying large residual compressive stress allows manufacturing thin saw blades with constant stability. One goes with manufacturing great tension that allows thin saw blades to be manufactured without that flutter occurs at high speeds.
  • Both high-carbon and low-carbon steel can be used as the base steel be used.
  • a steel is preferably used, which is hardenable without post-treatment, a base steel with from the edge to the core constant carbon content.
  • the base steel is made by the thermochemical Treatment on both sides in the near-surface area nitrogen and Carbon diffused.
  • the hardness profiles in Fig. 5 with the letters A, B, C are related to a circular saw blade as shown in the 1 and 2 is shown.
  • the base saw blade 1 forms two opposite Surfaces 3, 4 and has tooth-like projections that the hard metal plate 2, which form the saw teeth.
  • the width of the carbide tip 2 is greater than the strength of the base sheet 1, so that the actual cutting activity from the hard metal plate 2 and not from the near surface Area on both sides of the nitro-carburized base sheet.
  • Example A is a so-called CV2 steel with a Core hardness of 438 HV 1.
  • a surface hardness of 707 is formed up to 720 HV 1.
  • the hardness depth is 0.09 mm and the connection layer thickness 3 to 4 microns.
  • Nitro carburizing only makes the outermost one thin surface layer enriched with carbon, being there is a nitrogen-carbon compound. To deeper areas of the Base sheet then the nitrogen concentration steadily decreases. As shown in Fig. 5 the hardness gradient in the area near the surface is 2.9 HV 1 per micrometer or 0.148 HRC per micrometer.
  • Example B is a type steel O32 with a core hardness of 376 HV 1 Nitro carburizing surface hardness is 614 up to 624 HV 1. The hardness depth is 0.1 mm and the Link layer thickness 4 to 5 microns. The hardness gradient on the surface is 4 HV 1 per micrometer or 0.22 HRC per micron.
  • Example C a steel with the designation S2 was used used, the core hardness is 375 HV 1. After this Nitro carburizing has a surface hardness of 695 to 705 HV 1. The hardness depth is 0.09 mm and the connecting layer thickness 3 to 4 microns. The hardness gradient in the area near the surface is 3 HV 1 per micrometer or 0.18 HRC per micron.
  • All steels are 2.5 mm thick. Through nitro carburizing a ceramic smooth steel surface with high sliding properties generated, so that the warming up and the abrasion is minimized during sawing through the wood to be sawn.
  • FIG. 3 and 4 is a cross-section of a master sheet for a Circular knife shown.
  • the steel thickness is 5 mm. While it is the Steels of Examples A to C was low-alloy steels it is in the embodiment, relating to FIGS. 3 and 4, a high alloy steel. The course of the Vickers hardness is shown in FIG. 6.
  • Fig. 3 shows the base sheet for a circular knife, in which none Cutting edge is present. This takes place only after nitro carburizing a corresponding removal of material on the surface, so that the point to each other tapering surface sections 13, 14 of the base sheet 11 through Form a cutting edge 15 on both sides.
  • the cutting edge 15 is already in a material that is outside of the nitrogen diffusion area, namely in the middle of the sheet.
  • the high-alloy steel is nitro-carburized on both sides in such a way that the surface hardness at 1,150 HV 1. In the core area, the hardness is around 540 HV 1. The gradient in the near-surface area is approximately 7 HV 1 per micrometer or 0.3 HRC per micrometer.
  • the circular knife the intersecting zone is not from a nitro-carburizing surface section trained, but from the core area later formed to the cutting edge from base material.
  • the cutting edge also becomes continuous during operation reground.
  • the change is a success of the invention the sliding properties of the surfaces viewed in the frictional action stand by the workpiece.
  • the nitro-carburized surface not only makes the Friction resistance significantly reduced, but also the stability of the tool increased.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Knives (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Basisblatt gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1.
Ein gattungsgemäßes Basisblatt beschreibt die EP 055694A2. Dort wird ein Verfahren beschrieben, mittels welchem in die Oberfläche des Basisblattes sowohl Stickstoff als auch Kohlenstofff eindiffundiert wird. Dies erfolgt durch Karbonitrieren. Zufolge des großen Härteunterschiedes zwischen Oberfläche und Kern soll sich eine selbst nachschärfende Schneidwarte ausbilden.
Die EP 0751234 beschreibt ein Basismaterial für die Herstellung von Stammblättern für Kreissägen, Trennscheiben, Gattersägen sowie Schneid- und Schabvorrichtungen, bei dem in die Oberfläche Kohlenstoff eindiffundiert wird.
Bei dem bekannten Basisblatt wird anstelle eines Stahles, dessen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,25 und 1 Prozent liegt, ein kohlenstoffarmer Basisstahl (Einsatzstahl) mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 bis 0,2 Prozent verwendet. Auf diesen Stahl wird dann Kohlenstoff aufgekohlt, so dass von seinen Außenwandbereichen zum inneren Kern hin ein aufgekohlter Bereich mit einem vom äußeren Rand der Außenwand zum nicht aufgekohlten Kern abfallender Kohlenstoffgehalt vorhanden ist. Die Tiefe des aufgekohlten Bereiches soll so ausgewählt werden, dass nach dem Härten und Anlassen ein Drittel der Gesamtdicke des Basisstahls weich und zwei Drittel hart bleiben. Der Kern bleibt ungehärtet. Das beidseitige Aufkohlen dient dazu, ein sandwichartiges Rohmaterial für die Sägenindustrie zu schaffen. Es soll eine höhere Härte an der Oberfläche bei gleicher Betriebs- bzw. Bruchsicherheit erzielt werden und die Schallemission im Betrieb vermindert werden.
Auf derartig gefertigte Stammblätter werden in weiteren Verfahrensschritten zur Fertigung des Endproduktes Hartmetallsägezähne, Diamanten oder dergleichen aufgebracht.
Aus der Zeitschrift "Maschinenmarkt, Würzburg 103 (1997) 4" ist es bekannt, dass eine Anhebung der Eigenfrequenzen im Sägeblatt durch die Zunahme von Eigenspannungen in einem Sägeblatt erfolgen kann. Das Erwärmen des Werkzeuges führt zu einem Herabsetzen der Eigenfrequenzen. Die Steiffigkeit eines Werkzeuges ist u. a. für die höchst mögliche Drehzahl verantwortlich.
Aus der DE 2228746 ist es bekannt, zur Erhöhung der Gleiteigenschaften und der Verschleißfestigkeit Stickstoff und Kohlenstoff im Wege eines Karbonitrierens in die Oberfläche eines Stahles zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Basisblatt bzw. ein Verfahren zur Fertigung eines Basisblattes anzugeben, bei dem unter Verringerung der Blatterwärmung im Betrieb eine verminderte Schnittbreite bei gleichzeitiger Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit möglich ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Basisblatt und das im Anspruch 7 angegebene Verfahren zum Herstellen eines solchen Basisblattes. Zufolge dieser Ausgestaltung wird eine innere Verspannung im Basisblatt erzielt. Insgesamt führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung zu einer deutlichen Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit. Erfindungsgemäß wird Stickstoff und in geringerem Umfange oberflächlich Kohlenstoff in den Basisstahl eindiffundiert, wobei die Stickstoffaufnahme dominiert.
Durch den erfindungsgemäßen Diffusionsprozess bilden sich an der Oberfläche bzw. im oberflächennahen Bereich Karbonitride und in tieferen Zonen Nitride. Die Verfahrensparamter sind dabei so gewählt, dass eine Verbindungszone mit nachfolgender Diffusionszone entsteht. Die dünne Oberflächenzone von 20 Mikrometern besitzt hervorragende Gleitfähigkeiten, weshalb Reibungserwärmung beim Schneiden, insbesondere von Holz, erheblich reduziert werden Der keramikartige Charakter dieser Oberfläche hat Schmiermittelcharakter. Die thermotechnische Behandlung erfolgt bei Temperaturen unterhalb 600°C, also bei Temperaturen, die weit unterhalb des Einsatzhärtens liegen, wo allein Kohlenstoff bis in tiefe Schichten eindiffundiert. Bei diesen Temperaturen ist das Lösungsvermögen des Stahls für Kohlenstoff sehr gering. Die Diffusionsparameter der Stickstoffdiffusion sind so gewählt, dass die Diffusionszone bis maximal 400 Mikrometer in das Kernmaterial hineinragt. Vorzugsweise beträgt die Diffusionstiefe des Stickstoffes 200 Mikrometer. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Diffusionstiefe lediglich 100 Mikrometer beträgt. Für unlegierte Stähle kann die Oberflächenhärte 300 bis 400 HV betragen. Bei schwach legierten Stählen, welche beispielsweise mit 0,3 % Chrom legiert sind, kann die Oberflächenhärte 500 bis 650 HV 1 betragen. Bei höher legierten Stählen (Chrom, Vanadium, Molybdän) ist eine Oberflächenhärte von über 700 HV 1 möglich. Die Oberflächenhärte kann bei hochlegierten Stählen sogar 1.150 HV 1 betragen. Im Kernbereich soll die Härte bei 300 bis 450 HV 1 (32 und 50 HRC) liegen. Vorzugsweise liegt sie dort je nach gewählter Stahlqualität im Bereich zwischen 350 und 430 HV (38 bis 48 HRC). Da, anders als beim reinen Aufkohlen, als Ausgangsmaterial ein vergüteter Stahl, insbesondere ein martensitbildender Stahl gewählt werden kann, ergeben sich insgesamt bessere Materialeigenschaften. Der Stickstoff- und Kohlenstoffgehalt in der oberflächennahen Verbindungszone ist nahezu konstant. Die Stickstoffkonzentration in der Diffusionszone nimmt dem gegenüber kontinuierlich mit einem über weite Bereiche konstanten Gradienten bis zur Kernkonzentration ab. Die Kernkonzentration wird nach 400 Mikrometern erreicht. Zufolge dieses Konzentrationsgradienten ergibt sich ein kontinuierlicher Härteabfall in der Diffusionszone bis zum Kernbereich hin.
Zufolge der Eindiffusion von Stickstoff und Kohlenstoff in den vergüteten Basisstahl bildet sich eine randseitige Volumenausdehnung aus. Diese Volumenausdehnung bewirkt im Randbereich eine Druckeigenspannung und im Kernbereich eine Zugspannung. Diese innere Verspannung im Sägeblatt wirkt sich besonders bei Kreissägeblättern geräuschmindernd aus. Die Ausscheidungshärtung in der Randschicht bewirkt eine größere Belastbarkeit bei statischer, insbesondere aber bei schwingender Beanspruchung. Dabei erhöhen die feindispersen Nitritausscheidungen einerseits die lokale Dauerfestigkeit, andererseits wirken sie in der Art einer "inneren Reibung" hinderlich für Versetzungsbewegungen.
Als Basisstähle können auch solche Stähle verwendet werden, die mit Vanadium, Chrom oder Molybdän oder Nickel legiert sind. Betreffend derartige Stähle wird auf den Artikel H. Berns: "Werkzeuge aus martensitaushärtendem Stahl in 292 Z w F 66 (1971), Heft 6" hingewiesen.
Das erfindungsgemäße Eindiffundieren erfolgt durch ein als Nitrokarburieren bezeichnetes Verfahren bei Temperaturen bis 570°C. Vorzugsweise liegt die Temperatur oberhalb von 480°C. Bei dieser Behandlungstemperatur entstehen temperaturabhängige, komplexe Verbindungen mit unterschiedlichen Stickstoff- und Kohlenstoffgehalten. In Karbiden kann Stickstoff einen Teil des Kohlenstoffs ersetzen und in den Karbiden aufgenommen werden, wobei sich Karbonitride bilden. Im Gegensatz zum reinen Ammoniak-Nitrieren entfällt die da arttypische rauhe Oberfläche. Der Stahl kann vor der Behandlung zur Verbesserung seiner Kerneigenschaften vergütet werden. Bei einer vorhergehenden Vergütung oder Anlaßbehandlung muss die Anlaßtemperatur allerdings 20° bis 30° höher liegen, als die Behandlungstemperatur bei thermochemischer Behandlung. Sie kann aber auch niedriger liegen. Dann erfolgt ein weiteres Anlassen im Kern.
Das Nitrokarburieren kann sowohl in einem Gas erfolgen als auch durch aufgebrachtes Pulver. Bei ersterem Verfahren erfolgt die Eindiffusion von Kohlenstoff und Stickstoff in einer Mischung aus Ammoniak und einem Aufkohlungsgas. Bei der zweiten Verfahrensvariante wird beispielsweise Kalkstickstoff als Pulver verwendet. Die Menge des eindiffundierten Kohlenstoffs ist aber wesentlich geringer als die des Stickstoffs.
Die so gefertigten Basisblätter, bei denen entweder später Hartmetallschneiden aufgelötet werden oder Diamantreibkörper aufgebracht werden oder Zähne eingeschnitten werden, können sich im Betrieb bis ca. 500°C erwärmen, ohne dass eine schädliche Umwandlung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Technologie erlaubt es, die Dicke der Sägeblätter zu reduzieren. Bei einem Basisblatt mit einem Durchmesser von 400 mm, welches beispielsweise eine Wandstärke von 3 mm besitzt, kann die Wandstärke auf 2,4 mm oder sogar auf weniger reduziert werden. Es ist eine Reduzierung um mehr als 20 % möglich. Die im Außenbereich aufgebauten Druckeigenspannungen kompensieren die durch die Dickenreduzierung verringerte Fomstabilität. Die Dauerschwingfestigkeit wird wesentlich erhöht.
Erfindungsgemäß entsteht ein Schichtmaterial (Sediment-Werkstoff) mit einem gehärteten bzw. vergütetem Kern, der im Gegensatz zum bekannten Schichtmaterial nicht weich ist, sondern ein einheitliches Martensitgefüge aufweist. Zum Rand bildet das Material zunächst eine gehärtete Zone mit zum Rand hin steigenden Stickstoffanteilen aus. Die unmittelbar am Rand liegende Verbindungsschicht bildet besondere Nitrokarbide aus und besitzt eine gut gleitende Oberfläche.
Das Hartwerden findet während Diffusionsphase statt und kann ohne Abschrecken erzielt werden. Die Behandlungstemperatur ist vergleichsweise niedrig. In einer Variante des Verfahrens kann sie bei 520° bis 560° liegen. Das Verfahren ist auf alle Stahlsorten, legiert und oder nicht legiert, anwendbar. Vorteilhaft ist die Erhöhung der Dauerfestigkeit, des Korrosionswiderstandes und die Temperaturbeständigkeit. Die nitrierte Schicht behält ihre hohe Härte bis ca. 500°C. Die Kombination der einerseits die Wärmeerzeugung reduzierenden glatten Verbindungszone mit andererseits der hohen Temperaturstabilität erlaubt höhere Verschleißfestigkeit und bessere Gleiteigenschaften. Die mit der Fertigung einhergehende große Druckeigenspannung erlaubt die Fertigung dünner Sägeblätter bei gleichbleibender Stabilität. Mit der Fertigung geht eine große Verspannung einher, die es erlaubt, dünne Sägeblätter zu fertigen, ohne dass bei hohen Drehzahlen ein Flattern auftritt.
Als Basisstahl kann sowohl kohlenstoffreicher als auch kohlenstoffarmer Stahl verwendet werden. Bevorzugt wird aber ein derartiger Stahl verwendet, der ohne Nachbehandlung härtbar ist, ein Basisstahl mit vom Rand zum Kern hin konstanten Kohlenstoffgehalt. In den Basisstahl wird durch die thermochemische Behandlung beidseitig in den oberflächennahen Bereich Stickstoff und Kohlenstoff eindiffundiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beigefügter Zeichnungen nachfolgend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Ausschnitt aus einem Sägeblatt aus nitrokarburierten Basisstahl mit aufgebrachten Hartmetallplättchen,
Fig. 2
ein Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3
ein Basisblatt für einen Kreismesser vor dem Abziehen der Schneide,
Fig. 4
ein Kreismesserblatt gemäß Fig. 3 nach durch Abziehen ausgebildeter Schneide,
Fig. 5
einen Härtequerschnitt im oberflächennahen Bereich dreier Basisblätter für ein Kreissägeblatt aus unterschiedlichen Stählen, wobei nach rechts die Tiefe in Millimetern und nach oben die Vickers-Härte 1 abgetragen ist, und
Fig. 6
eine Darstellung gemäß Fig. 5 eines Basisblattes für einen Kreismesser.
Die Ausführungsbeispiele, deren Härteverläufe in der Fig. 5 mit den Buchstaben A, B, C dargestellt sind, beziehen sich auf ein Kreissägeblatt, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Das Basissägeblatt 1 bildet zwei gegenüberliegende Oberflächen 3, 4 aus und besitzt zahnartige Fortsätze, die die Hartmetallplättchen 2 tragen, welche die Sägezähne ausbilden. Die Breite der Hartmetallplättchen 2 ist größer als die Stärke des Basisblattes 1, so dass die eigentliche Spantätigkeit von dem Hartmetallplättchen 2 und nicht von den im oberflächennahen Bereich beidseitig nitrokarburiertem Basisblatt ausgeübt wird.
Beim Beispiel A handelt es sich um einen sogenannten CV2-Stahl mit einer Kernhärte von 438 HV 1. Im Wege des Nitrokarburierens bei Temperaturen unter 600°C, vorzugsweise um 500°C, bildet sich eine Oberflächenhärte von 707 bis 720 HV 1 aus. Die Härtetiefe beträgt 0,09 mm und die Verbindungsschichtdicke 3 bis 4 Mikrometer. Durch das Nitrokarburieren wird also nur die äußerste dünne Oberflächenschicht mit Kohlenstoff angereichert, wobei es sich dort um eine Stickstoff-Kohlenstoff-Verbindung handelt. Zu tieferen Bereichen des Basisblattes nimmt dann die Stickstoffkonzentration stetig ab. Wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, beträgt der Härtegradient im oberflächennahen Bereich 2,9 HV 1 pro Mikrometer bzw. 0,148 HRC pro Mikrometer.
Beim Beispiel B handelt es sich um einen Stahl des Typs O32 mit einer Kernhärte von 376 HV 1. Die durch das Nitrokarburieren erzeugte Oberflächenhärte beträgt 614 bis 624 HV 1. Die Härtetiefe beträgt 0,1 mm und die Verbindungsschichtdicke 4 bis 5 Mikrometer. Der Härtegradient an der Oberfläche beträgt 4 HV 1 pro Mikrometer bzw. 0,22 HRC pro Mikrometer.
Beim Beispiel C wurde ein Stahl mit der Bezeichnung S2 verwendet, dessen Kernhärte 375 HV 1 beträgt. Nach dem Nitrokarburieren beträgt die Oberflächenhärte 695 bis 705 HV 1. Die Härtetiefe beträgt 0,09 mm und die Verbindungsschichtdicke 3 bis 4 Mikrometer. Der Härtegradient im oberflächennahen Bereich beträgt 3 HV 1 pro Mikrometer bzw. 0,18 HRC pro Mikrometer.
Alle Stähle haben eine Stärke von 2,5 mm. Durch das Nitrokarburieren wird eine keramisch glatte, hohe Gleiteigenschaften aufweisende Stahloberfläche erzeugt, so dass beim Sägen die Aufwärmung minimiert ist und auch der Abrieb durch das zu sägende Holz.
In Fig. 3 bzw. 4 ist ausschnittsweise im Querschnitt ein Stammblatt für ein Kreismesser dargestellt. Die Stahldicke beträgt 5 mm. Während es sich bei den Stählen der Beispiele A bis C um niedrig legierte Stähle gehandelt hat, handelt es sich beim Ausführungsbeispiel, betreffend die Fig. 3 und 4, um einen hoch legierten Stahl. Der Verlauf der Vickers-Härte ist in der Fig. 6 dargestellt.
Die Fig. 3 stellt das Stammblatt für ein Kreismesser dar, bei welchen noch keine Schneide vorhanden ist. Diese erfolgt erst nach dem Nitrokarburieren durch einen entsprechenden Materialabtrag an der Oberfläche, so dass die spitz aufeinander zulaufenden Oberflächenabschnitte 13, 14 des Basisblattes 11 durch Ausbildung eines beidseitigen Anschliffes eine Schneide 15 ausbilden.
Erkennbar ist, dass die Schneide 15 in einem Material bereits liegt, der außerhalb des Stickstoff-Diffusionsbereiches, nämlich in der Blattmitte, liegt.
Der hoch legierte Stahl wird beidseitig nitrokarburiert derart, das die Oberflächenhärte bei 1.150 HV 1 liegt. Im Kernbereich ist die Härte bei etwa 540 HV 1. Der Gradient im oberflächennahen Bereich liegt bei etwa 7 HV 1 pro Mikrometer bzw. 0,3 HRC pro Mikrometer.
Wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen wird bei dem Kreismesser die schneidende Zone nicht von einem nitrokarburierenden Oberflächenabschnitt ausgebildet, sondern von dem später erst zur Schneide geformten Kernbereich aus Basismaterial. Während des Betriebes wird die Schneide auch kontinuierlich nachgeschliffen. Auch hier wird als Erfolg der Erfindung die Änderung der Gleiteigenschaften der Oberflächen angesehen, die in Reibwirkung zum Werkstück stehen. Durch nitrokarburierte Oberfläche wird nicht nur der Reibwiderstand erheblich verringert, sondern auch die Stabilität des Werkzeuges gesteigert.

Claims (7)

  1. Beidseitig thermochemisch behandeltes Basisblatt für ein Stammblatt eines Kreissägenblattes, Trennsägeblattes, Kreismessers, Maschinenmessers aus Stahl mit durch Kohlenstoff- und Stickstoff-Eindiffusion gehärteten Außenbereichen, wobei
    der Stahl bei Temperaturen unter 600°C nitrokarburiert ist,
    die Eindringtiefe von Kohlenstoff in die Oberfläche bei maximal 5 µm liegt,
    die Eindringtiefe von Stickstoff bei maximal 400 µm liegt,
    in der oberflächennahen Zone der Stickstoff- und Kohlenstoffgehalt nahezu konstant ist,
    die Stickstoffkonzentration in der nachfolgenden Diffusionsschicht kontinuierlich mit über weite Bereiche konstantem Gradienten bis zur Kernkonzentration abnimmt,
    bei einer Kernhärte von 315 bis 530 HV1 (32 bis 50 HRC) und bei einer Oberflächenhärte von 600 bis 940 HV1 (54 bis 68 HRC) für niedrig legierte Stähle bzw. bis zu 1.150 HV 1 für hoch legierte Stähle die Härte vom Kern zum Außenbereich hin kontinuierlich ansteigt und
    die aus der randseitigen Volumenausdehnung resultierende Zugspannung im Kern größer ist, als die bei der Maximaldrehzahl auftretenden Fliehkräfte.
  2. Basisblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoff mit zum Kern hin flacher werdenden Konzentrationsgradienten eindiffundiert ist.
  3. Basisblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Ausgangsmateriales aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung ohne Nachbehandlung mit vom Rand zum Kern hin konstanten Kohlenstoffgehalt härtbar ist.
  4. Basisblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte im Stickstoffdiffusionsbereich mit einem Härtegradient von 0,05 bis 0,4 HRC/µm, vorzugsweise 0,15 bis 0,25 HRC/µm für Sägeblätter oder ca. 0,3 bis 0,4 HRC/µm für Messerblätter, abnimmt.
  5. Basisblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kern ein vergütetes Martensitgefüge vorhanden ist.
  6. Basisblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Basisstahl ein martensitbildender Stahl ist.
  7. Verfahren zum Herstellen eines Basisblattes gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche durch beidseitiges thermochemisches Eindiffundieren von Kohlenstoff und Stickstoff in den Außenbereich, wobei durch nitrokarburieren des Stahles bei Temperaturen unter 600°C Stickstoff und in geringerem Umfange Kohlenstoff derart in den Stahl eindiffundiert, dass die Eindringtiefe von Kohlenstoff in die Oberfläche bei maximal 5 µm, die Eindringtiefe von Stickstoff bei maximal 400 µm liegt und in der oberflächennahen Zone der Stickstoff- und Kohlenstoffgehalt nahezu konstant ist, die Stickstoffkonzentration in der nachfolgenden Diffusionsschicht kontinuierlich mit über weite Bereiche konstantem Gradienten bis zur Kernkonzentration abnimmt, so dass bei einer Kernhärte von 315 bis 530 HV 1 (32 bis 50 HRC) und bei einer Oberflächenhärte von 600 bis 940 HV1 (54 bis 68 HRC) für niedrig legierte Stähle bzw. bis zu 1.150 HV 1 für hoch legierte Stähle die Härte vom Kern zum Außenbereich hin kontinuierlich ansteigt und die aus der randseitigen Volumenausdehnung resultierende Zugspannung im Kern größer ist, als die bei der Maximaldrehzahl auftretenden Fliehkräfte.
EP98118991A 1997-10-09 1998-10-08 Blatt für eine Säge oder ein Messer und Herstellungsverfahren Expired - Lifetime EP0908530B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19744512A DE19744512A1 (de) 1997-10-09 1997-10-09 Basisblatt oder Basismaterial für ein Stammblatt, Kreissägeblatt, Trennsägeblatt, Kreismesser, Maschinenmesser
DE19744512 1997-10-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0908530A1 EP0908530A1 (de) 1999-04-14
EP0908530B1 true EP0908530B1 (de) 2002-09-04

Family

ID=7844988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98118991A Expired - Lifetime EP0908530B1 (de) 1997-10-09 1998-10-08 Blatt für eine Säge oder ein Messer und Herstellungsverfahren

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0908530B1 (de)
AT (1) ATE223513T1 (de)
DE (2) DE19744512A1 (de)
ES (1) ES2180106T3 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006054022B4 (de) * 2006-11-16 2012-05-24 Xaver Mayer Sägekette für Motorkettensäge
DE102012106351B4 (de) 2012-07-13 2015-11-19 C. & E. Fein Gmbh Sägeblatt oder Trennschleifblatt aus martensitischem Edelstahl oder Stahl sowie Verfahren zu dessen Herstellung
SE542356C2 (en) * 2017-04-21 2020-04-14 Husqvarna Ab Cutting blade and method for producing a cutting blade
DE102021125083A1 (de) 2021-09-28 2023-03-30 Sprick Gmbh Bielefelder Papier- Und Wellpappenwerke & Co. Guillotine-Abtrennstation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4204000C2 (de) * 1992-02-12 1993-11-18 Esm Ennepetaler Schneid U Maeh Klinge aus Stahl für land- und forstwirtschaftliche Zwecke sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE59503930D1 (de) * 1995-06-30 1998-11-19 Picard Fa Carl Aug Stammblatt einer Säge, wie einer Kreis- oder Gattersäge, einer Trennscheibe, einer Schneide- oder einer Schabvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE223513T1 (de) 2002-09-15
EP0908530A1 (de) 1999-04-14
DE19744512A1 (de) 1999-04-15
DE59805388D1 (de) 2002-10-10
ES2180106T3 (es) 2003-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3922720C2 (de)
DE4419035C2 (de) Wälzlagerteil
DE2641899A1 (de) Verfahren zum selektiven kaltumformen und verdichten eines ausgewaehlten oberflaechenteils eines gesinterten poroesen metallpulver-werkstuecks
DE2263210A1 (de) Verschleissteil aus hartmetall, insbesondere fuer werkzeuge
DE68914601T2 (de) Getriebe mit grosser Festigkeit.
AT393387B (de) Kaltarbeitsstahl mit hoher druckfestigkeit und verwendung dieses stahles
DE2354565A1 (de) Bolzen fuer eine stahlkette
DE1521660A1 (de) Reibungselemente,die besonders gegen Abnutzung durch Abrieb widerstandsfaehig sind
EP0835331B1 (de) Basismaterial für die herstellung von stammblättern für kreissägen, trennscheiben, gattersägen sowie schneid- und schabvorrichtungen
DE4205647C2 (de) Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatzstählen
DE102011088234A1 (de) Bauteil
DE1521193C3 (de) Verfahren zur Verhinderung des Herausfallens feuerfester Körner aus der Oberfläche eines gesinterten Verbundmetallgegenstandes
EP0908530B1 (de) Blatt für eine Säge oder ein Messer und Herstellungsverfahren
EP3591081B1 (de) Verfahren zur herstellung eines einsatzgehärteten stahlbauteils
DE4327440C2 (de) Verfahren zur thermochemisch-thermischen Behandlung von Einsatzstählen, Vergütungsstählen und Wälzlagerstählen
DE10256689A1 (de) Gelenkkette mit nitriertem Gelenkbolzen
DE19618065A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Formkörpern
DE1758550C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Gleitpaarung
DE4418245A1 (de) Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
DE3939809A1 (de) Verfahren zur herstellung eines werkzeuges fuer die holzbearbeitung und werkzeug
DE2921695A1 (de) Maschinenmesser, insbesondere papierschneidemesser
DE102006054022B4 (de) Sägekette für Motorkettensäge
DE3212214C2 (de) Kolbenring und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0812929B1 (de) Verfahren zum Nitrieren und/oder Nitrocarburieren metallischer Werkstücke
WO2018188686A1 (de) Carbonitrieren von spanlos hergestellten wälzlagern

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE DE ES FI FR GB IT NL SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 19990331

AKX Designation fees paid

Free format text: AT BE DE ES FI FR GB IT NL SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010405

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: C. AUGUST HUECHELBACH GMBH & CO. KG

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE DE ES FI FR GB IT NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 223513

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20020915

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 59805388

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20021010

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20021231

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2180106

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20030605

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20081008

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Payment date: 20081009

Year of fee payment: 11

Ref country code: ES

Payment date: 20081008

Year of fee payment: 11

Ref country code: AT

Payment date: 20081008

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20081029

Year of fee payment: 11

Ref country code: BE

Payment date: 20081009

Year of fee payment: 11

Ref country code: SE

Payment date: 20081010

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20081007

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20081010

Year of fee payment: 11

BERE Be: lapsed

Owner name: C. AUGUST *HUCHELBACH G.M.B.H. & CO. K.G.

Effective date: 20091031

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V1

Effective date: 20100501

EUG Se: european patent has lapsed
REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20100630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100501

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091102

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091008

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091008

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091008

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091008

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20110411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091009

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091009

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20171016

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 59805388

Country of ref document: DE