NO136378B - - Google Patents

Description

Sagkjedelenke og fremgangsmåte ved fremstilling av samme.

Denne oppfinnelse vedrører en sagkjedelenke for motorsagkjeder, særlig en skjærlenke, og fremgangsmåte ved fremstilling av en slik lenke. Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny kje-delenke, særlig skjærlenke for sagkjeder av den art som brukes i transportable (por-table) motordrevne kjedesager. En annen hensikt med oppfinnelsen er å nedsette den innretning på sagkjedelenkene som er avhengig av normal eller unormal belast-ning. En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å skaffe visse ulemper i forbindelse med de hittil kjente sagkjedelenker og først og fremst redusere behovet for tilsyn og vedlikehold til et minimum.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere

ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et parti av en kjedesag, og fig. 2 en skjærlenke i den på fig. 1 viste sagkjede.

Fig. 1 viser en kjedesag med en sagkjede 2 som løper langs periferiske styre-kanter i en styreplate 19 — sagsverdet — f. eks. til å skjære gjennom en stokk eller et tre. Sagkjeden 2 er sammensatt av

skjærlenke 11, driv- og styrelenker 3, sidelenker 4 og nagler 5 som forbinder de forskjellige lenker. Sagsverdet 19 har periferiske spor 8 som styrer driv- og styre-lenkene 3, og de nedre lenker 11 og 4 ligger an mot styreflatene 6 ved sporets sider. Som vist på fig. 2, har hver skjærelenke 11 en plan hoveddel 12 og en styreflik 22 og en skjæretann 21 som er utført i ett med hoveddelen. Skjæretanndelen 21 består av et skaftparti 14 som strekker seg

utover fra sagkj edens midtplan, og et

fremspringende parti 15 som strekker seg fra skaftpartiet tilbake mot og eventuelt over midtplanet. Det fremspringende parti som nedenfor kalles fingerparti, kan dan-ne spiss eller rett vinkel med kjedens plan. Kjeden omfatter skjærelenker som er bøyd ut til begge sider og kan også omfatte lenker av andre typer med skjærende eller rivende tenner. Det er f. eks. mulig å ut-forme skjærelenkene på en annen måte enn forklart ovenfor.

Tidligere har det vært vanlig å utføre sagkjedelenker av kullstoff stål eller lavt legerte stål. Lenker av slikt stål og kjeder av eller med slike lenker lider imidlertid av visse ulemper.

Behovet for sagkjedelenker med lengre brukstid har eksistert lenge. Brukstiden beror hovedsakelig på lenkens siltefast-het, men også dens seighet og utmattningsfasthet. Det har imidlertid ikke vært mulig å øke levetiden hos lenker av de nevnte ståltyper ved å forbedre kvaliteten og/eller å behandle stålet.

Ved skjærelenkers fremstilling har det tidligere vært et problem å unngå brudd og sprekker under formning av skjæretannpartier i lenkene, f. eks. under formning med bøyeverktøy for å gi tannpartiene den rette form. Det har derfor foreligget her et behov for et stålmateriale med bedre evne til å formes under tilvirkningen av lenkene og særlig skjærelenkene.

Sagkjeder med lenker av kullstoff stål og lavt legerte stål har også andre ulemper. Når en sagkjede er i bruk, beveges kjeden meget hurtig langs sagsverdet og skjærelenkene griper inn i treet, slik at det oppstår vesentlige krefter som virker mot lenkene, såsom trykk mot flatene 6 og støtpåkjenninger. Dette bevirker friksjon mellom kjedelenkenes forskjellige deler og den støttende og styrende flate. Kjedesager anvendes under meget harde og yt-terst vanskelige klimatiske forhold, hvor det kan være vanskelig å forsikre seg om at kjedene er i riktig avstand og tilbørlig smurt. I vintermånedene er i nordlig klima temperaturen meget lav, og en kjedesag kan ofte anvendes i meget lange tidsperioder uten at hogstmannen vet om sagen trenger tilsyn og smurning. Når en kjedesag ikke er tilbørlig vedlikeholdt eller smurt, opphetes de tidligere kjente kjeder ved den store friksjon til temperaturer som ligger ovenfor stålets omvandlingstempe-ratur.

Derved er noen av lenkenes partier blitt utsatt for en varmebehandling og blitt skjøre, med det resultat at kjeden brister. Dette fenomen kan betegnes som «friksjonsherdning». De nforårsaker meget stor hårdhet og skjørhet med den følge at sprekker dannes ved lenkenes kanter og lenkene brister.

Sagkjedelenker eller partier derav er i henhold til oppfinnelsen utført av stål med stort krominnhold, slik at lenkene og dermed også sagkj edene er forholdsvis fri for ulemper av den ovenfor nevnte art. Sammenlignet med tidligere lenker av kullstoffstål eller lavt legerte stål har lenker i henhold til oppfinnelsen en meget lengre nyttig levetid. Dette skyldes hovedsakelig en vesentlig økning av lenkenes slitefasthet og seighet. Samtidig har lenkene høy utmattningsfasthet. Et annet forhold av stor betydning er at kromstålet som anvendes i lenkene i henhold til oppfinnelsen har meget god formendringsevne i glødet tilstand, slik at lenker, særlig skjærelenker, lar seg lett forme uten at det oppstår brudd eller sprekker. Stålet med høyt krominnhold som brukes til fremstilling av lenkene får ved forholdsvis høy temperatur en austenitisk struktur, som under stålets avkjøling går over i martensitisk struktur. Deretter anløpes stålet. Når sagkj eden er i bruk oppstår de høye temperaturer i løpet av meget korte tidsperioder i visse lenkepartier, men det har vist seg at lenker som er fremstilt av det nevnte stål, kan tåle slike temperaturforhold meget godt. Dette innebærer at stålet ikke herdes under de nevnte driftsforhold i mot-setning til det lavlegerte stål som ville herdes i et slikt tilfelle.

Sagkj edelenkene i henhold til oppfinnelsen, fortrinsvis skjærelenker, eller i det minste noen av deres partier, er utformet av herdet og anløpet kromstål med martensitisk struktur og inneholder 0,20 til 0,35 pst. kullstoff, 12 til 16 pst. krom, opp til 0,40 pst. silicium, opp til 0,35 pst. nikkel, opp til 2 pst. mangan, og eventuelt andre bestanddeler i slike mengder som ikke vesentlig innvirker på legeringens egenskaper, mens resten består av jern med de vanligvis forekommende forurensninger. Lenker som egner seg best til formålet skal som regel inneholde 0,10—€,35 pst. silicium, opp til 0,30 pst. nikkel, opp til 1 pst. og fortrinsvis opp til 0,5 pst. mangan, opp til 0,30 pst. og fortrinsvis opp til 0,20 pst. nikkel.

Ifølge et særlig eksempel kan lenkene, særlig skjærelenkene 11, utføres av stål som inneholder 0,25—0,30 pst., fortrinsvis ca. 0,30 pst. kullstoff, 13,5—14,5 pst. fortrinsvis ca. 14 pst. krom, 0,15—0,35 pst., fortrinsvis ca. 0,30 pst. silicium, opp til 0,20 pst. nikkel, 0,15—0,35 pst., fortrinsvis ca. 0,30 pst. mangan, opp til 0,030 pst. fosfor, opp til 0,030 pst. svovel og resten jern med normalt forekommende forurensninger.

Når en lenke, f. eks. skjærelenke, formes av stål av den ovenfor angitte type, stanses lenkeemnet utav en koldvalset plate eller et koldvalset bånd og skjære-tannpartiet formes ved hjelp av et bøye-verktøy eller på annen måte. Før formnin-gen glødes stålmaterialet for å oppnå den meget gode formendringsevne som karak-teriserer stålet i glødet tilstand, dødnin-gen bør som regel skje ved en temperatur mellom 750° C og 850° C, fortrinsvis mellom 800° C og 825 C. Det er viktig av hen-syn til f or endringsevnen at avkjølingen fra glødningstemperaturen til i det minste 500° C eller 600° C foregår meget langsomt. Avkjølingen ned til rumtemperaturen kan foregå hurtig, f. eks. ved langsom avkjøling i luft. dødningen kan enten utføres ved at båndene eller platene av koldvalset ma-teriale glødes før utstansningen av lenkeemnene, eller at de utstansede emner glø-der før de formes i et pregningsverktøy. Formbarheten er en funksjon av analysen og hårdheten. Med sike på å oppnå en god formbarhet hos stålet med høyt krominnhold som her anvendes og som inneholder minst 12 pst. og mest 16 pst. krom, skal nikkelinnholdet holdes under 0,35 pst., fortrinsvis under 0,20 pst., og siliciuminnhol-det under 0,40 pst., fortrinsvis under 0,35 pst. Kullstoffinnholdet må ikke overstige 0,35 pst. og være minst 0,20 pst. Stålets manganinnhold synes ikke å påvirke stålets egenskaper som er av interesse for oppfinnelsens gjenstand. Det kan således forekomme mangan i mengder opp til 2 pst. eller i det minste 1 pst. i stålet. Stålet bør ikke inneholde større mengder av visse andre stoffer, så som titan, niob, volfram og vanadin, idet disse stoffer innvirker på stålets formbarhet, f. eks. ved formning av skjærelenkenes skjæretannpartier. Stålet kan f. eks. inneholde følgende mengder av de nevnte stoffer, men totalt allikevel ikke mer enn 2 pst.: vanadin opp til 0,5 pst., molybden og/eller volfram opp til 1 pst., titan, niob og/eller vanadin opp til 1 pst., bor opp til 0,1 pst., kobolt opp til 0,4 pst., og aluminium opp til 0,1 pst. Som nevnt ovenfor er kjeden 2 utstyrt med i det minste skjærelenker av det ovenfor angitte kromstål. Lenkene 3, 4 og 5 kan utfø-res av samme stål. Naglene 5 består av kullstoffstål eller lavt legert stål.

Som nevnt ovenfor er det nødvendig at innholdet av nikkel, silicium og kullstoff i det kromholdige stål ikke overskri-der de angitte grenser, ellers kan det opp-stå sprekker og stålet kan briste selv i glødet tilstand, mens skjæretannpartiene formes. Innenfor de angitte grenser og etter å ha vært glødet er stålmaterialets formbarhet vesentlig bedre sammenlignet med det tidligere anvendte stål.

Etter at lenkeemnene er stanset ut av stålplater eller stålbånd og skjæretannpartiene er formet som fortalt ovenfor, herdes lenkene fra en temperatur mellom 950° C og 1100° C, fortrinsvis fra ca. 1050° C og deretter anløpes til en temperatur mellom 150° C og 425° C, fortrinsvis mellom 180° C og 300° C. Således kan en passende anløpstemperatur være omkring 200° C. Skjærelenkene skjerpes for å få den riktige skjæreegg, og kjeden settes sammen av skjærelenker og andre lenker såsom sidelenker og drivlenker, hvor i det minste skjærelenkene er av den ovenfor angitte art. Det er imidlertid klart at også de andre lenker eller noen av dem kan utføres av samme stål og herdes og anlø-pes.

Som følge av herdningen og anløp-ningen får lenkene meget stor slitefasthet og seighet som i kombinasjon med høy utmattingsfasthet gir lenkene en vesentlig økning av nyttig levetid, sammenlignet med de tidligere kjente beste lenker av kullstoffstål eller lavt legert stål. Som følge av den store slitefasthet holdes eg-gen skarp meget lengre tid enn det tidligere har vært mulig, selv om de tidligere kjente skjærelenker ofte var belagt med et tynt kromsjikt på det skjærende tann-partis ytterside. En slik belegging og de tilsvarende omkostninger unngåes ved fremstilling av skjærelenker i henhold til oppfinnelsen. Som følge av den store slite-fastheten kan tiden mellom skjerpe-slip-ningene forlenges vesentlig, hvilket også har stor betydning.

At stålets slitefasthet ble vesentlig

forbedret fremgår av følgende eksempel:

Prøven ble utført i forbindelse med sagning i fersk furuved og viser slitasjen på skarpe skjæretannegger.

Verdiene under A og B refererer seg til skjærelenker av lavt legert stål av den art som ble brukt tidligere. Verdiene under C gjelder en skjærelenke i henhold til oppfinnelsen som var herdet fra en temperatur på ca. 1050° C og deretter anløpet til 200° C i omtrent 10 minutter. Som det fremgår av tabellen var eggslitasjen omtrent en tredjedel av lenkens A slitasje og mindre enn halvparten av lenkens B.

Under anløpningen får lenkene en vesentlig bedre seighet sammenlignet med de beste tidligere kjente lenker. Forbed-ringen av stålets støtfasthet som er en funksjon av seigheten, nedsetter vesentlig risikoen for brudd i lenkene på grunn av slagpåkjenninger. Det ble utført slagprø-ver med prøvestykker av legeringer som angitt under A og C i eksemplet ovenfor.

Legeringen A var bainitherdet, som er den herdningstype som anvendes for de beste

tidligere kjente lenker, og legeringen C var herdet fra 1050° C og deretter anløpet til 200° C. Sammenlignet med legeringen A viste legeringen C en økning i slagfast-heten på omkring 100 pst. Deretter ble det

utført en bøyebrøve med de samme legeringer, og legeringen C viste en økning av

bøyningsfastheten på omkring 50 pst. i forhold til legeringen A.

Når lenkene er ferdig til sammenset-ning skal de ha så høy hårdhet som mulig

uten at seigheten utilbørlig påvirkes.

Hårdheten bør derfor overstige 50 <H>liC

(Rockwell C) og som regel være så stor

som mellom 52 og 54 HJ!C.

Oppfinnelsen omfatter også den utfø-relse at lenkenes 11 forskjellige partier ut-føres av forskjellig stål, slik at hvert parti

får de optimale egenskaper. For eksempel

kan skjærelenkene 11, skjærtennene eller

bare toppene utført av et bestemt stål,

mens hovedpartiet er utført av et annet

stål. Det stål av hvilket lenkene i henhold

til oppfinnelsen fremstilles, er betegnet

som høykromholdig stål med martensitisk

struktur, dvs. stål med et krominnhold av

størrelsesorden 12 pst. til 16 pst., og som

er blitt varmebehandlet og avkjølet for til-veiebringelse av en martensitisk struktur,

som som kjent er meget hård. Det marte-nistiske stål anløpes deretter for å oppnå

en økning i stålets seighet. Mens dette stål

betegnes som stål med høyt krominnhold

skal det legges merke til at dette stål også

betegnes som «rustfritt stål». Derfor har

lenkene og sagkj edene som er utført av

med slike lenker den ytterligere fordel at

de er bestandige overfor rust og korrosjon.

Det er klart at oppfinnelsen kan brin-ges til utførelse også på andre måter uten

å overskride oppfinnelsens ramme. Det som

ovenfor er forklart og vist på tegningene

er bare et eksempel.

Claims (6)

1. Sagkj edelenke, fortrinsvis skjærelenke, med meget stor slitefasthet og samtidig stor seighet, til bruk i motorsagkjeder bestående av herdet og anløpet kromstål, karakterisert ved at stålet, som har martensitisk struktur, inneholder 0,20—0,35 pst. kullstoff, 12—16 pst. krom, opp til 0,40 pst. silicium, opp til 0,35 pst. nikkel og opp til 2 pst. mangan.

2. Sagkjedelenke ifølge påstand 1, karakterisert ved at lenken består av et kromstål som inneholder 0,10—0,35 pst. silicium, opptil 0,30 pst. nikkel, opp til 1 pst. mangan, opp til 0,030 pst. fosfor og opp til 0,030 pst. svovel.

3. Sagkjedelenke ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at lenken består av et kromstål som inneholder 0,25 —0,30 pst. kullstoff, 13,5—14,5 pst. krom, 0,15—0,35 pst. silicium, opp til 0,20 pst. nikkel, 0,15—0,35 pst. mangan, og jern med de vanlige forurensninger.

4. Sagkjedelenke ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at lenken består av et kromstål som inneholder et eller flere av de følgende legeringselementer: vanadium opp til 0,5 pst., molybden og/eller wolfram opp til 1,0 pst., titan, niob og/eller tantal opp til 1,0 pst., bor opp til 0,1 pst., kobolt opp til 0,4 pst. og aluminium opp til 0,1 pst., hvor den totale mengde av de nevnte legeringselementer ikke overstiger 2 pst.

5. Fremgangsmåte ved fremstilling av en sagkjedelenke, fortrinsvis en skjærelenke, av den art som er angitt i en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at lenken eller i det minste et parti av samme utstanses av et bånd eller en plate av koldvalset kromstål som inneholder 0,20—0,35 pst. kullstoff, 12—16 pst. krom, opp til 0,40 pst. silicium, opp til 0,35 pst. nikkel, opp til 2 pst. og fortrinsvis opp til 1 pst. mangan, hvoretter lenken herdes fra en temperatur mellom 950° C og 1100° C slik at den får martensitisk struktur, hvoretter lenken anløpes til en temperatur fra 150° til 425° C.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 5, karakterisert ved at det koldval-sede bånd eller platen før lenkens utstans-ning, eller den utstansede lenke før det skjærende partis utformning, såsom ved bøyning, glødes ved en temperatur mellom 750° og 850° C.