KR20080007548A - 띠톱 및 띠톱의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

밴드 쏘잉 머신에 사용되는 철제의 띠톱은 밴드 백과 복수의 톱니를 구비하는 톱니열을 포함하고, 적어도 톱니열은 경화 물질 코팅을 구비한다. 본 발명에 따르면 이 코팅은 주기율표 상의 4, 5 또는 6족의 적어도 하나의 금속 또는 알루미늄 또는 실리콘을 포함하고, 이러한 금속 또는 금속의 화합물들의 질화물, 산화물, 탄화물, 탄화 질화물 또는 붕소화물을 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 진공 코팅 공정을 포함하고, 예를 들면 PVD 또는 paCVD를 포함한다.

Description

띠톱 및 띠톱의 제조 방법{Saw band and method for the production of a saw band}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따르면 회전하는 띠톱 기계에 관한 것이다. 나아가 본 발명은 청구항 15의 전제부에 따르면 띠톱의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 띠톱은 DE 102 02 770 A1의 예로부터 알 수 있다. DE 25 38 718 A1에 예시된 대로 밴드 쏘잉 기계(band-sawing machine)에 사용되고 원형 톱으로 작업할 수 없는 큰 작업물을 절단하는 데 사용된다. 이러한 띠톱을 위한 개선된 재료구성에 관한 큰 노력에도 불구하고, 비교적 작은 커팅속도와 작은 이송 속도와 작은 에지 수명을 갖도록 고안되고 있다. 즉 띠톱은 매우 빨리 무디어지고 자주 교체돼야 한다.

내마모성 및 내부식성을 향상하기 위하여 공구에 코팅하는 것이 알려져 있다. 빈번하게 PVD(physical vapor deposition) 또는 paCVD(plasma assisted chemical vapor deposition)방법 및 이들의 조합 방법이 이러한 목적을 위하여 사용된다.

특허WO 2005/014877 A1는 롤투롤(roll to roll)공정으로 강스트립의 코팅을 개시한다. 매우강한 재료층은 일 측면에 적용되고 또는 양 측면에 적용되기도 한 다. 바람직하게 냉간가공 강으로 코팅될 수 있다. 결과적으로 띠톱은 이 강스트립으로 제조될 수 있다.

이러한 경우에서 단점은 코팅이 모서리로부터 형성된다는 것이다. 따라서 제일 작은 두께를 갖는 층은 기능면으로 사용되어 가장 마모되도록 노출되고, 가장 두꺼운 층은 측면에 사용되어 덜 작동되고 결과적으로 비용이 많이 들어간 코팅 물질이 많이 사용되지 않는다. 더욱이 코팅은 냉간가공 강에 사용된다. 이런 것은 단지 강도만 강화하고 각층 간의 결합에 안 좋은 영향을 끼치기도 한다. 반면에 이러한 냉간가공 강은 강화 후에 쉽게 코팅되지 않는데 이는 통상의 PVD공정은 이러한 재료들의 어닐링 온도를 훨씬 초과하기 때문이다. 저온 PVD공정은 불량한 접합을 갖는 층들을 만들어내는 단점이 있다. 이것은 절단 공구에서 큰 물건이 로딩 되었을 때 중요한 단점이다. 또 다른 단점은 종래 기술에서 롤투롤(roll to roll)공정에 기인한다. 이것은 모든 톱 구조에 적용되지 않는다. 예를 들면 세트 톱니(set tooth) 구조는 가능하지 않다. 왜냐하면, 이러한 것은 굽어지지 않기 때문이다. 종래기술에서 이러한 층의 두께는 5㎛이상이기 때문에 제조하기에 비용이 많이 들고 코팅되지 않은 톱에 대하여 의미 있는 개선이 어려웠다. 작업중 톱의 팁 부분에서 이러한 층들이 파손되는 경향이 있어 결과적으로 코팅의 장점이 더는 효과적이지 않았다.

그래서 본 발명의 목적은 개선된 성능 특히 금속재료를 가공할 때 우수한 성능을 갖는 띠톱 및 띠톱의 제조 방법을 제공하는 것이다. 나아가 제조 및 사용의 측면에서 비용의 효율이 개선된다.

이 목적은 청구항 1에 주어진 특징에 의한 발명에 따라서 수행된다.

본 발명에 의한 적어도 띠톱의 톱니 열의 코팅은 에지의 수명을 연장하고 띠톱을 교체하는데 필요한 주기를 길게 한다.

나아가 본 발명에 의한 띠톱의 장점은 결과적으로 커팅 속도 및 이송 속도를 향상한다. 감소한 마찰을 고려할때 코팅으로 인하여 띠톱의 작동은 조용하고 균일하게 행해진다. 이는 비교적 낮은 이송력이 필요하기 때문이다.

본 발명에 의한 띠톱 또는 상응하는 HSS(high speed steel)로 구성되는 띠톱에서 경화층은 PVD 또는 paCVD법에 의하여 형성된다. 이러한 것들의 우수한 열적 안정성으로 인하여 HSS는 PVD 또는 paCVD법에 의한 코팅에 이상적이다. 이러한 강의 어닐링 온도는 500℃ 이상이고 결과적으로 500℃ 이상에서의 코팅은 어떤 문제없이 가능하다. 이러한 것은 저온 공정에 비하여 물질의 결합력을 향상한다.

바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 띠톱의 톱니의 여유면(toll flank)의 층의 두께는 측면(side face)의 두께보다 크다.

특히 톱의 코팅에 적합한 층들은 TiAlN, AlCrN층들이다. 이러한 층들은 예를 들면 타입 BAI1200 또는 RCS와 같은 공업상의 코팅시스템에 의해 제조될 수 있다. 나아가 커팅 특성에 의미 있는 향상을 가능케 하는 층들은 적어도 특별한 층들 및 재료의 조합을 갖고 TiAlN, AlCrN, CrN 및 탄화질화물(carbonitride) 및 탄화물(carbides)의 조합일 수 있다. 예를 들면 다층이거나 탄소함량이 증가하는 농도 구배층이고 금속을 포함하거나 금속이 없는 DLC(diamond like carbon) 외층을 가질 수 있다. 또한, 실리콘을 함유하는 층일 수 있다. 예를 들면 TiAlSiN, AlCrSiN 및 이에 상응하는 실리콘 함유량이 금속의 전체량에서 1 내지 12 원자 중량%(atomic%)를 갖는 탄화 질화물(carbonitride)일 수 있다.

또한, 특별히 적합한 층들의 시스템은 다른 경화물질을 포함한다. 예를 들면 주기율표상 4, 5, 6족의 적어도 하나 이상의 금속(전이 금속들)일 수 있고, 알루미늄 또는 실리콘들의 화합물일 수 있다. 특히 TiN, VN, TiSiN 또는 SiN과 같은 질화물, 탄화물 또는 TiCN, VCN와 같은 탄화질화물(carbonitride), 붕소화물(boride), Al2O3, (AlCr)2O3와 같은 산화물, 보로나이트라이드(boronitride), 카보옥시나이트라이드(carbooxinitride)와 같은 비금속들일 수 있고 그 중에서도 특히 금속들이 참작할 만하다. 특별히 형성된 접착층 및 전이층 뿐만 아니라 복층 구조는 특별한 재료를 작업하는데 장점이 될 수 있다.

질소를 기초로 하는 재료들로 하는 코팅은 특별히 에지의 수명 및 커팅 속도와 이송 속도를 향상하는데 장점이 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 장점이 있는 개선에서 코팅은 TiN, TiCN, TiAlN 및/또는 AlCrN일 수 있다. 이러한 재료들은 합금이나 혼합물로 사용될 수 있다.

실제 적용을 위해 매우 적합한 코팅은 외곽 층에 WC/C를 포함할 수도 있다. 왜냐하면, 이러한 금속을 포함하는 DLC층의 구조는 특히 좋은 동작 특성이 있기 때문이다. 예를 들면 제1 절삭회전시 층을 유연하게 한다. 이러한 층들은 특히 지지층에서 참작할 만하다.

만일 본 발명의 바람직한 특징에서, 코팅이 2 내지 3 ㎛ 라면 이것은 매우 조용하고 균일한 띠톱의 작동 특성이 있고 작업물을 절삭할 때 더 두꺼운 코팅을 하여서 일어나는 재밍(jamming) 또는 이와 유사한 문제들을 일으키지 않는다. 그러나 층의 두께는 또한 톱니의 배분, 톱니의 구조, 작업물의 재료 및 코팅의 재료에 달려있다. 그래서 경우에 따라서 더 두꺼운 층이 가능할 수 있다.

본 발명에 따라 코팅된 톱의 커팅 특성을 최적화하기 위하여 적절한 두께의 층이 정해져야 한다. 이점에 있어서 예를 들면 0.5 내지 3 ㎛ 특히 0.7 내지 2 ㎛ 의 얇은 층들이 4㎛이상의 더 두꺼운 층보다 더 우수한 커팅 결과를 보이는 놀라운 실험 결과가 나왔다.

후술한 두꺼운 층은 코팅되지 않은 층에 비하여 작은 개선이 있거나 개선이 없었다.

본 발명의 추가적인 특징면에서 톱니의 열은 HSSE를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 코팅과 함께 톱니 열을 위한 이러한 기초 재료는 특별히 띠톱의 내마모성을 향상한다.

종래기술에서 코팅되지 않은 톱은 단순한 절삭 작업을 위하여 종종 레이크각 α=0°으로 사용되고 주철과 같은 고농도의 탄소를 함유한 작업물의 절삭, 작은 단면을 갖는 작업물의 절삭, 얇은 벽의 프로파일을 갖는 절삭 및 파이프의 절삭에 사용된다. 여기서 레이크각 α=0°의 코팅된 톱은 공구강과 같이 특별히 경도가 높은 물질의 절삭에 장점이 있다. 예를 들면 HB₃₀=235 이상의 경도를 갖는 재료번호 1.2343의 X38CrMoV5-1등이 사용된다. 이것은 특히 유리한데 이는 이러한 띠톱구조가 더 쉽게 형성되고 더 큰 레이크각을 갖고 추가적으로 곡선의 절삭면(tool face)을 갖는 경우보다 저렴하기 때문이다. 결과적으로 추가적인 코팅에도 불구하고 저렴한 가격으로 특별한 직경을 갖는 큰 구조의 절삭 또는 경도가 높은 물질의 절삭에 사용되는 띠톱을 제조할 수 있다. 추가적으로 음의 레이크각을 갖는 톱니를 테스트할 수 있다. 그래서 -5°내지 5°사이의 각, 다만 바람직하게 -2°내지 3°사이를 코팅된 톱날로 고려할 수 있다.

반면에 VA 스테인레스 스틸, 예를 들면 HB₃₀= 185 이상의 경도를 갖고 재료 번호 1.4016인 X6Cr17과 같이 부드러운 물질을 효과적으로 매끄럽게 하는데 있어서 레이크각 α=10°를 갖는 톱니로 최대의 효과를 얻을 수 있다. 유사한 결과가 레이크각 α=10±3°의 범위에서 얻어진다.

여유면(tool flank)을 β=1°내지 5°로, 바람직하게는 2°내지 3°로 경사지도록 하여 다양한 적용을 위한 더 나은 개선을 얻을 수 있다.

이러한 목적은 청구항 15의 특징에 의하여 언급되어진 것에 의하여 수행된다.

본 발명에 따라 코팅된 띠톱은 쉽게 실행되는 방법으로 매우 좋은 결과를 갖도록 할 수 있다. 바람직한 특징으로서, 코팅을 형성하는 재료는 PVD 또는 paCVD 방법으로 450℃ 내지 550℃ 바람직하게 500℃ 내지 550℃에서 적용된다.

나아가 적어도 톱니 열에 코팅이 적용되기 전에 버(burr)를 제거하기 위하여 블러싱을 행한다. 이러한 것을 대체하기 위하여 적어도 톱니 열은 코팅되기 전에 버를 제거하기 위하여 숏핀처리(short-peened)될 수 있다. 톱니 열로부터 버(burr)의 제거는 띠톱의 후속의 사용중에 띠톱의 코팅되지 않은 면에서 버(burr)가 분리되는 것을 방지한다.

본 발명의 바람직한 특징에서, 만약 띠톱의 밴드 백(band back)에 이르는 전이부까지만 톱니 열이 코팅된다면 코팅 물질을 절약함에 의하여 본 발명에 따른 띠톱의 제조를 위한 비용을 절감하게 된다. 이것은 본 발명에 따른 띠톱의 품질에 있어서 어떠한 감소를 일으키지 않는다. 이는 코팅되지 않은 띠톱의 후방부(saw back)은 절삭 기능을 수행하지 않기 때문이다. 이러한 목적을 위하여 예를 들면 절단용 띠톱(cut-to-length saw band)들을 쌓아 놓고 그것들을 카트리지 홀더에서 함께 코팅 하는 것도 가능하다. 특히 톱니 열이 띠 톱의 후방부(saw back)와 다른 재료로 구성된다면 톱니 열을 띠톱의 후방부(saw back)에 결합하는 것이 유리하다.

나아가 띠톱이 코팅후에 링에 결합되는 것이 제공된다. 이러한 방법으로 띠톱의 즉시 사용이 가능하다.

본 발명의 바람직한 특징에서, 띠톱이 코일 형태에서 코팅된다면 코팅중에 띠톱의 매우 쉬운 조작이 가능하다. 그러므로 코팅 전에 나선형으로 감기고 코팅 설비 내에서 이러한 형태로 보호된다면 톱니의 열은 모두 같은 방향을 향하게 된다.

이러한 공정은 또한 상당한 비용 절감을 가져온다. 왜냐하면, 비교적 큰 띠톱 길이가 동시에 코팅될 수 있기 때문이다.

본 발명에 따르면 복수의 나선형으로 감긴 띠톱들은 홀더 상에 접합 되고 하나의 배치(batch)에서 코팅된다.

도 1은 쏘백(saw back:3)을 갖는 띠톱(1)의 톱니(2)의 구체적인 묘사를 하고 있다. 톱니는 레이크각 α를 갖는 절삭면(tool face:4), 여유각(clearance angle) β를 갖는 여유면(tool flank:5) 및 측면(side face:7)을 포함한다.

띠톱은 연결된 링구조로 형성될 수 있고 밴드쏘잉기계(band-sawing machine)에 맞게 한다. 띠톱(1)의 커팅 속도의 방향은 도 1에서 v로 도시한 화살표에 의해 알 수 있다. 이러한 띠톱들은 수평 및 수직 방향의 밴드쏘잉기계에 사용된다. 사용의 유형에 따라 작업물이 띠톱(1)쪽으로 이동하거나 또는 그 반대이다.

도 2에서 띠톱(1)의 상세한 구조가 도시되어 있다. 여기에서 띠톱(1)은 밴드백(10)을 구비하고 밴드백(10)에서 띠톱(1)은 도시되지 않았으나 그 자체로 알 수 있는 대로 밴드쏘잉기계 내부로 인도된다. 띠톱(1)은 복수의 톱니(2)를 구비하는 톱니열(11)을 포함한다. 밴드백(10)은 바람직하게 비교적 간단하고 연한 강으로 구성된다. 반면에 톱니열(11)은 고속도강(high speed steel)으로 구성되고 바람직하게는 HSSE로 구성된다. 밴드백(10)을 위한 더 간단한 강의 사용은 비용을 절감케 하고 밴드백(10)의 유연성을 증가한다. 용접방법이 톱니열(11)을 밴드백(10)에 연결하는데 바람직하다.

특별히 에지 수명을 연장하기 위하여, 또한 바람직하게 띠톱(1)의 커팅 속도와 이송 속도를 증가하기 위하여 적어도 톱니열(11)은 내마모성을 증가하도록 코팅이 된다. 도면에 도시되지 않았으나 코팅은 예를 들면 앞에서 언급한 재료이거나 그것들을 포함할 수 있다. 코팅은 또한 코팅은 띠톱(1)의 절삭 부하(cutting force)를 감소하는데 기여한다.

도 3은 코팅되지 않거나 종래의 코팅을 갖는 톱니(2')의 단면도와 본 발명에 따른 코팅을 갖는 톱니(2")의 단면도를 도시한다. 사용되지 않은 톱니의 팁 또는 구조는 각각 선(6)에 의해 도시된다. 코팅되지 않은 톱니는 동일한 횟수의 절삭작업후에 단면의 구조에서 더 많이 마모되고, 둥글게 된 팁(6')을 갖는다. 코팅된 톱니(2")는 반면에 덜 마모되고 코팅층이 마모되어 없어져도 둥글지 않은 팁을 갖는다. 이것은 주요한 장점을 갖는다. 왜냐하면, 띠톱이 마모되어도, 실질적으로 팁의 모서리(6)에 의하여 확보되는 재료에서의 안내가 결과적으로 유지되고 일자형 절단이 가능하기 때문이다. 반면에 둥글게 된 톱니(2')를 갖는 띠톱은 부정확하게 작동하고 결과적으로 폐기물과 재료 소비량을 증가한다.

도 4는 코팅 설비의 개략적인 도면이다. 이것으로 띠톱(1)의 제조 방법이 수행될 수 있다. 이러한 코팅 설비(12)에서 전술한 코팅은 띠톱(1)의 내마모성을 증가하고 톱니열(11)에 적용된다. 설비(12)는 바람직하게 진공 코팅 설비(12)로 비록 도시되지 않았으나 코팅 작업을 위하여 필요한 설비 예를 들면 스퍼터 타겟, 증발기 도가니 또는 아크 소스 그리고 전기 작동 장치를 포함하고, 예를 들어 산화물층 또는 질화물층을 분리하기 위하여 가스 주입 및 순환 장치도 포함하고, PVD 또는 paCVD 방법을 위해 필요한 압력 조건을 만드는 진공 펌프, 가열 장치, 측정 장비 및 보조 장치를 포함한다. 이러한 유형의 설비는 코팅 도구 및 요소를 위한 설비로서 종래의 기술들이다.

이 경우에 띠톱(1)을 코팅하는 데 있어 코일(8)형태로 감기고 홀더(9)에 매달린 것이 제공된다. 코일(8)은 50cm 정도까지의 지름을 가질 수 있고 띠톱의 길이는 전체적으로 1 내지 100m 일 수 있다. 바람직하게 코팅 재료를 절약하기 위하여 톱니(6)열은 밴드백(10)에 이르는 전이부까지 즉 각각의 톱니 골짜기까지 코팅된다. 코팅후에 띠톱(1)은 설비(12)로부터 제거되고 도시되지 않았으나 링 형태로 용접될 수 있다.

띠톱(1)의 사용중에 나오는 톱니(2)에 위치할 수 있고, 띠톱(1)의 코팅되지 않은 영역을 표면으로 나오게 하여 결과적으로 내마모성을 감소하는 버(burr)를 제거하기 위하여 적어도 비교적 낮은 압력으로 톱니열(11)을 브러싱하거나 숏핀처리한다. 그래서 코팅이 적용되기 전에 버(burr)를 제거한다. 작업 후에 각각의 톱니(5)는 버(burr)대신에 작은 반지름을 갖는다. 브러싱하는 경우에 회전하는 브러쉬가 사용될 수 있고 코일(8)이 감겨있는 띠톱(1)을 브러싱한다.

도 1은 톱니를 도시한다.

도 2는 띠 톱의 상세한 것을 도시한다.

도 3은 코팅되지 않은 톱니 및 코팅된 톱니의 단면을 도시한 단면도이다.

도 4는 코팅 설비를 도시한다.

도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 띠톱에 대한 절삭 테스트를 도시하는 그래프이다.

도 5는 매우 명확하게 본 발명에 따른 띠톱의 장점을 도시한다. 약 1 내지 2 ㎛의 TiAlN 코팅(Balinit FuturaNano, Process FN1) 을 갖는 띠톱으로 100Cr6의 91.45×14.3mm, 재료 번호 No. 1.3505인 파이프를 작업하고, 120m/min의 절삭 속도에서 레이크각은 0°이다. 코팅되지 않은 띠톱에서 제조자에 의하여 추천된 커팅 속도인 60m/min이 사용되었다. 그래프의 곡선은 컷수(n㎛ber of cuts)에 따른 커팅 속도를 도시한다. 상부의 곡선은 코팅되지 않은 띠톱에 대한 수치를 나타내고 하부의 곡선은 코팅된 띠톱의 수치를 나타낸다. 코팅된 띠톱으로 300 조각을 위한 커팅 전체 시간은 5 시간이다. 코팅되지 않은 띠톱으로 300 조각을 위한 커팅 전체 시간은 8 시간 24분이다. 300 컷후에 코팅된 띠톱의 컷당 커팅시간은 코팅되지 않은 띠톱이 커팅시간의 반이하이다.

도 6은 약 1 내지 2 ㎛의 TiAlN(전술한 Balinit FuturaNano)를 코팅한 띠톱들에 대한 두 개의 절단 테스트이다. 이는 80×80nm, X38CrMoV5-1, 재료 번호 No. 1.2343인 도구강에 대한 기하학적 구조의 차이에 있다. 커팅 속도는 90m/min, 커팅 압력은 16 bar 및 이송 속도는 4이다. 두 개의 띠톱의 차이는 톱니의 구조에 있다. 더 구체적으로는 레이크각의 차이에 있다. 더욱 작은 레이크각 0°를 갖는 띠톱(마름모로 표시되고 바닥에 도시된 곡선)은 더 날카로운 레이크각 10°을 갖는 띠톱보다 명백하게 성능이 우수함을 알 수 있다. 이것은 코팅된 톱날의 실험과 반대이다.

비교 실험에서 코팅되지 않은 10°띠톱은 커팅 속도가 절반인 45m/min(제조자의 추천)이고 나머지는 동일한 조건에서 실험된다. 이때 레이크각 0°인 띠톱은 제1 절단의 1/3 후에 이미 무디어지고, 레이크각 10°인 띠톱은 제1 절단의 1/2 후에 무디어진다. 그러므로 테스트는 10°띠톱(그래프에서 삼각형으로 표시되고 가장 상부에 도시된 곡선)의 경우로만 지속한다. 그러나 이미 1/3부분의 절단시 커팅 시간은 18분에 이른다. 반면에 기하학적으로는 동일한 구조이고 코팅된 띠톱은 10분 정도를 필요로 하고, 0°띠톱은 6분 정도만을 필요로 한다.

도 7은 코팅된 띠톱과 코팅되지 않은 띠톱의 각각 다른 구조에서 커팅 시간을 비교하여 도시한다. 이 경우에 재료번호 No. 1.0503, 지름은 100mm의 고체의 열처리강 C 45가 절단용으로 사용된다. 코팅된 띠톱에 대한 수치 조건은 다음과 같다. 도 7의 제1 컬럼에 도시된 결과는 커팅 속도는 120m/min, 커팅 압력은 18 bar, 이송 속도는 4에 의한다. 만일 코팅되지 않은 띠톱들이 같은 조건에서 실험되면 부정확한 컷이 된다. 즉 라인을 벗어나고 재료는 배출된다. 그러므로 코팅되지 않은 띠톱은 다음과 같이 보다 낮은 압력과 낮은 커팅 속도에서 작동되어야 한다. 도 7의 제4 컬럼에 도시된 결과는 커팅 속도는 75m/min, 커팅 압력은 12 bar 및 이송 속도는 3에 따른다.

이것은 결과적으로 코팅에 의한 결과로 레이크각 0° 및 10°의 띠톱에서 커팅 시간을 약 50%로 감소하는 효과를 보여준다. 그리고 더 높은 커팅 속도와 압력에서 작동할 수 있는 제1 시간을 보여준다. 그러나 선택된 커팅 조건에서 0°띠톱만이 평면 컷을 구현 가능하다. 반면에 코팅된 또는 코팅되지 않은 10°띠톱의 경우 컷평면으로부터 최대 1mm의 차이를 갖는 볼록한 컷표면이 생긴다. 그 결과 작업물이 배출되거나 다시 작업을 하게 된다.

도 8 및 도 9는 다른 구조를 갖는 톱날에 대한 절단 테스트의 결과를 도시한다. 이 경우 레이크각은 0°/ 10°이고 코팅된 것과 코팅되지 않은 구조이다. 도 8 에서 작업물은 페라이트계 스테인리스 강으로 X6Cr17, 재료번호 1.4016이다. 컷의 폭은 지름이 102mm이고, 커팅 속도는 120m/min 및 이송 압력은 6.0이다. 도 9의 작업물은 열처리강으로 42CrMo4, 재료번호 1.7225이고 컷의 깊이는 지름이 90mm이고 커팅 속도는 90m/min 및 이송 압력은 4.4이다. 모든 경우에서 코팅된 띠톱의 우수성은 코팅되지 않은 띠톱에 대하여 월등하다.

비교적 연성의 페라이트계 스테인리스 강의 경우에 최적 절삭 결과는 레이크각 10°의 코팅된 띠톱에서 얻어진다. 그러나 비교적 경도가 높은 열처리 강은 레이크각 0°의 코팅된 띠톱에서 최적의 결과가 얻어진다. 이러한 레이크각을 갖는 코팅되지 않은 띠톱은 가장 나쁜 결과를 초래하기 때문에 이러한 결과는 놀랄만하다.

나아가 고체 열처리강/냉간압출강(cold extruding steel)인 42CrMo4V, 재료번호 No. 1.7225, 지름 300mm가 절단 테스트에 사용된다. 이때 커팅 속도는 50m/min, 커팅 압력은 16 bar 및 이송 속도는 3이고, 레이크각 16°의 코팅되지 않은 띠톱과 레이크각 0°의 코팅된 띠톱의 에지 수명과 전체 절단 영역을 결정한다. 이 경우에 코팅되지 않은 띠톱은 6시간, 전체 21 절삭, 1.48m²의 전체 절삭 영역을 절삭후에 마모되어진다. 코팅된 띠톱의 경우에는 8시간 53분의 사용 가능 수명, 31회의 절삭회수, 2.19m²의 전체 절삭 영역을 달성할 수 있다. 이것은 절삭 회수의 증가와 절삭 영역에 있어서 50% 증가를 보여준다.

부가적으로 장시간에 걸친 절삭 테스트에서 91mm 지름의 파이프 재료로 벽두께가 16mm, 16MnCr5의 재료 번호 No. 1.7131(HB는 140 내지 170)를 절삭하는 데 있어서, 레이크각 10°를 갖는 코팅되지 않은 띠톱은 500 내지 600절삭후에 컷은 1mm정도 지름을 초과하는 것에 의하여 각을 벗어난다. 반면에 동일한 구조이고 코팅된 띠톱은 각을 벗어나는 현상 없이 900 내지 1200절삭을 수행할 수 있다. 코팅된 띠톱은 심지어 그것의 사용 주기의 끝에서 무디어진 경우에도 각을 유지하고 있어 더 놀랍다. 결과적으로 자동화된 밤샘 절삭 작업도 가능하다.

Claims (19)

1. 밴드 쏘잉 기계(band sawing machine)에 사용되며, 스틸 재질이고, 밴드백(band back:3)을 구비하고, 복수의 톱니(2)를 갖는 톱니열(11)을 구비하고, 적어도 톱니열(11)이 경화 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 띠톱(1)
2. 제1 항에 있어서,

   상기 톱니열(11)의 여유면(tool flank:5)상의 경화 물질 코팅의 두께는 측면(7)에서의 코팅의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 띠톱.
3. 제1 항 및 제2 항에 있어서,

   상기 경화 물질 코팅은 실질적으로 단지 여유면(tool flank:5) 및 절삭면(tool face:4)을 덮고 있는 띠톱.
4. 제1 항 내지 제3 항에 있어서,

   상기 코팅은 주기율표 상의 4, 5 또는 6족의 적어도 하나 이상의 금속 또는 알루미늄 또는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 띠톱.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 코팅은 상기 금속의 질화물, 산화물, 탄화물, 탄화질화 물(carbonitride) 또는 붕소화물 또는 이들의 화합물인 것을 특징으로 하는 띠톱.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 코팅은 TiAlN, AlCrN, 금속 또는 비금속의 DLC, TiAlSiN, TiAlCN 또는 WC/C를 포함하는 것을 특징으로 하는 띠톱.
7. 제4 항 내지 제6 항에 있어서,

   상기 코팅은 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 띠톱.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 복층구조는 접착층 및 전이층을 포함하는 것을 특징으로 하는 띠톱.
9. 제1 항 내지 제8 항에 있어서,

   상기 코팅은 4㎛이하의 두께를 갖고, 바람직하게는 0.5 내지 3㎛의 두께를 갖고, 특히 바람직하게는 0.7 내지 2㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 띠톱.
10. 제1 항 내지 제9 항에 있어서,

    상기 밴드 백(10) 및 톱니열(11)은 다른 종류의 강으로 형성되며 상기 톱니열(11)은 고속도강으로 형성되고 특히 HSSE로 형성되는 것을 특징으로 하는 띠톱.
11. 제1 항 내지 제10 항에 있어서,

    레이크각 α는 -5° 내지 5°이고, 바람직하게는 -3 °내지 3°인 것을 특징으로 하는 띠톱.
12. 제10 항에 있어서,

    상기 레이크각 α는 0°인 것을 특징으로 하는 띠톱.
13. 제1 항 내지 제10 항에 있어서,

    상기 레이크각 α는 10±3°인 것을 특징으로 하는 연성 금속 재료 절삭용 띠톱.
14. 제1 항 내지 제13 항에 있어서,

    상기 여유각(clearance angle) β는 0° 내지 5°이고 그러나 바람직하게는 1° 내지 3°인 것을 특징으로 하는 띠톱.
15. 띠톱(1)의 제조 방법에 있어서,

    진공 코팅 공정에 의하여 적어도 상기 띠톱(1)의 톱니열(11)에 경화 물질 코팅이 형성되는 것을 특징으로 하는 띠톱의 제조 방법.
16. 제11 항에 있어서,

    상기 진공 코팅 공정은 PVD 또는 paCVD 방법 또는 이들의 조합 방법인 것을 특징으로 하는 띠톱의 제조 방법.
17. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,

    상기 경화 물질 코팅은 550℃ 이하의 온도에서 형성되는 것을 특징으로 하는 띠톱의 제조 방법.
18. 제11 항 내지 제13 항에 있어서,

    상기 띠톱은 코팅후에 링 형태로 용접되는 것을 특징으로 하는 띠톱의 제조 방법.
19. 제11 항 내지 제13 항에 있어서,

    상기 톱니열(11)로부터 브러싱(brushing)되거나 나선형으로 코일을 형성하고 그 형태로 코팅되는 것을 특징으로 하는 띠톱의 제조 방법.

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