WO2005011906A1 - Ebauche de bande multimetallique et lame de scie realisee a partir de cette ebauche - Google Patents

Ebauche de bande multimetallique et lame de scie realisee a partir de cette ebauche Download PDF

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WO2005011906A1
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support strip
cutting
strip
saw blade
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Inventor
Jean-Pierre Demurger
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Jp Investissements
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/12—Straight saw blades; Strap saw blades
    • B23D61/126—Straight saw blades; Strap saw blades having cutting teeth along both edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/12—Straight saw blades; Strap saw blades
    • B23D61/123—Details of saw blade body
    • B23D61/125—Composite body, e.g. laminated

Definitions

  • the invention relates to a blank for a multi-metal strip, more particularly intended for producing saw blades, and even more specifically, band saw blades, by hand, and in general any saw blade produced from a metallic strip.
  • Such saw blades consist of a support strip, on one of the edges of which a part of cutting steel is welded. The tips of the saw teeth are made in this cutting part.
  • Such blanks and in particular the association of the cutting part with the support strip, are generally produced by joint welding, by electron bombardment, by plasma flame welding, by laser welding or even by similar welding.
  • the nature of the cutting part consists of a cutting steel alloy, in particular of a high-speed steel alloy (especially obtained by powder metallurgy technology), or of a cutting material, produced in the form of a wire or a strip or a profiled wire.
  • a cutting steel alloy in particular of a high-speed steel alloy (especially obtained by powder metallurgy technology)
  • a cutting material produced in the form of a wire or a strip or a profiled wire.
  • Such a material is for example of carbide type (ball or concretion), diamond or any other cutting material.
  • the support strip consists of an alloy with high resistance to alternating bending and to shearing.
  • high bending stiffness and good tenacity of the support strip are of decisive importance for the precision of the cut, taking into account the asymmetry generated by the machine and the unwinding. Of the band.
  • the cutting part must have a high cutting power, the final hardness of the teeth must be greater than or equal to 65 HRc.
  • the support strip must have, in order to avoid unfavorable sagging of the high edges and to further ensure good guide stability, a hardness of at least 470 HV.
  • One of the objects of the present invention is therefore first of all, to limit the phenomena of fatigue at the level of the support strip, in order to allow an extension of the life of the saw, in particular until total wear of the cutting part.
  • Another object of the present invention is to provide a blank for a multi-metal strip, and a corresponding saw blade, consisting of a support strip and two cutting zones, formed on either side of the support strip.
  • Yet another object of the present invention is to increase the life of such a cutting tool, by using both sides of the saw blade.
  • the mechanical tensile strength Rm is less than 150 MPa. In addition, and according to the invention, this value is greater than 70 Mpa.
  • the objective of the invention is to place the ribbon in a zone of stress less than three times the elastic limit.
  • the saw blade according to the invention makes it possible to achieve a faster running speed, or a higher feed per tooth.
  • the support strip receives at its two edges a cutting part, said cutting parts being of identical dimensions, and of different or identical nature.
  • the joining of these cutting parts to the support strip is carried out according to a traditional welding technique mentioned above, and in particular welding by electronic bombardment, welding with a plasma flame, laser welding or the like.
  • This blank also undergoes heat treatments by austenization, hardening or quenching and at least subject to tempering.
  • the blank according to the invention it is possible to produce saw blades having the required cutting characteristics and resistance to fatigue phenomena, and furthermore, due to the flexibility of the support strip , an increased longevity, moreover allowing the implementation of the resulting saws on rollers whose radius of curvature is relatively reduced.
  • the invention allows the use of the same support, provided with two cutting blades, by simply turning said blade over on its holding member.
  • the mechanical resistance to rupture of the support strip is less than 150 Mpa.
  • This physical quantity is determined on tape samples by pulling carried out on a pulling machine marketed under the registered trademark ZWICK, in clamp assembly with a center distance of 130 mm.
  • the value of the shear stress ⁇ ⁇ n , .x of the support strip is chosen to be less than 60 DaN / mm 2 .
  • the hardness of the wire or of the cutting part is greater than or equal to 900 Hv.
  • the profile of the teeth is situated as a whole in the cutting part.
  • the tips of the teeth are produced in this cutting part.
  • the height of the teeth defined as being the distance separating the point of the teeth from their base can be greater than the width of said cutting part.
  • the blank according to the invention is subjected, in the case where the cutting part is made of high-speed steel, to a heat treatment by auslénisation, hardening or quenching, then at least an income.
  • the support strip is secured at its two edges, to a cutting part.
  • a tri-metallic blank the resulting saw of which has two cutting parts secured by welding to the support strip.
  • the symmetry of the welding of the cutting wires or the cutting parts causes a constant elongation on both sides of the saw blade, so that the blank can be quenched before or after machining.
  • the resulting saw blade can therefore have two cutting zones, in particular symmetrical with respect to the support strip, which is particularly usable on a band saw.
  • the mechanical characteristics of the support strip taking into account the mechanical characteristics of the support strip, the fatigue phenomena usually observed at the level of changes in direction are greatly reduced, allowing on the one hand, the reduction of the risks of rupture of said support strip, and of on the other hand, a significant increase in the life of the saw blades. It is in fact possible to carry out several machining operations on the cutting part until its total wear and tear, before the wear of the support strip.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Cette ébauche de bande multimétallique, comprenant une bande support sur laquelle est soudée une partie de coupe et dont la résistance mécanique à la rupture de la bande support est inférieure à 150 MPa. L'invention concerne également les lames de scie réalisées à partir d'une telle ébauche.

Description

EBAUCHE DE BANDE MULTIMÉTALLIQUE ET LAME DE SCIE RÉALISÉE A PARTIR DE CETTE EBAUCHE.
L'invention concerne une ébauche de bande multimétallique, plus particulièrement destinée à la réalisation de lames de scie, et encore plus spécifiquement, de lames de scie à ruban, à main, et de manière générale toute lame de scie réalisée à partir d'un feuillard métallique.
Traditionnellement, de telles lames de scie sont constituées d'une bande support, sur l'un des chants de laquelle est soudée une partie d'acier de coupe. Les pointes des dents de la scie sont réalisées dans cette partie de coupe.
De telles ébauches, et notamment l'association de la partie de coupe à la bande support, sont généralement réalisées par soudage conjoint, par bombardement électronique, par soudage par flamme plasma, par soudage laser ou encore par soudage analogue.
La nature de la partie de coupe est constituée d'un alliage d'acier de coupe, en particulier d'un alliage en acier rapide (notamment obtenu par la technologie de la métallurgie des poudres), ou d'un matériau de coupe, produit sous la forme d'un fil ou d'une bande ou d'un fil profilé. Un tel matériau est par exemple de type carbure (bille ou concrétion), diamant ou tout autre matériau de coupe.
La bande support est constituée d'un alliage de résistance élevée à la flexion alternée, et au cisaillement. En effet, dans les installations de scie à ruban, une haute rigidité à la flexion et une bonne ténacité de la bande support sont d'une importance décisive pour la précision de la coupe, compte tenu de la dissymétrie engendrée par la machine et le déroulement de la bande.
La partie de coupe doit présenter une puissance de coupe élevée, la dureté finale des dents devant être supérieure ou égale à 65 HRc.
Corollaircmcnt, selon l'art antérieur, la bande support doit présenter, afin d'éviter des flèches défavorables des bords hauts et d'assurer en outre la bonne stabilité de guidage, une dureté d'au moins 470 HV. L'expérience démontre que les phénomènes de fatigue inhérents au mode de fonctionnement de telles scies se traduisent généralement par la rupture de ladite scie au niveau de la bande support, alors que la zone de coupe présente encore des propriétés de coupe satisfaisantes.
En outre, dans le cadre de lames de scie à main réalisées en acier rapide, lorsque de tels phénomènes de rupture apparaissent, il est fréquent d'observer la destruction de la scie en plusieurs éléments sous forme de plusieurs projectiles émis à grande vitesse, affectant de manière notable la sécurité d'utilisation des installations mettant en œuvre de telles scies.
L'un des objets de la présente invention est donc tout d'abord, de limiter les phénomènes de fatigue au niveau de la bande support, afin de permettre une prolongation de la durée de vie de la scie, notamment jusqu'à usure totale de la partie de coupe.
Un autre objet de la présente invention est de proposer une ébauche de bande multimétallique, et une lame de scie correspondante, constituée d'une bande support et de deux zones de coupe, ménagées de part et d'autre de la bande support.
Un autre objet encore de la présente invention consiste à augmenter la durée de vie d'un tel outil de coupe, en utilisant les deux cotés de la lame de scie.
Selon l'invention, et afin de réduire les phénomènes de fatigue de la bande support, on confère à celle-ci une certaine souplesse, sans pour autant altérer la résistance à la flexion alternée. Ainsi, selon l'invention, la résistance mécanique à la rupture Rm est inférieure à 150 MPa. En outre, et selon l'invention, cette valeur est supérieure à 70 Mpa.
Si cette résistance mécanique à la rupture est inférieure 70 Mpa, la bande support est alors trop souple, induisant une nuisance à la précision de la coupe.
En revanche, si cette résistance mécanique à la rupture est supérieure à 150 MPa, on retombe dans les inconvénients précédemment décrits, et notamment des phénomènes de fatigue, affectant ladite bande support, avec à la clé, rupture de ladite bande support préalablement à l'usure de la partie de coupe. En d'autres terme, l'objectif de l'invention est de placer le ruban dans une zone de contrainte inférieure à trois fois la limite élastique.
Ainsi, la mise en œuvre d'une telle bande support permet d'augmenter de manière significative la longévité de la scie en résultant, malgré les sollicitations mécaniques encaissées sur ladite bande sur le trajet de défilement de la scie.
Corollairement, la lame de scie conforme à l'invention permet d'aboutir à une vitesse de défilement plus rapide, ou à une avance par dent plus forte.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bande support reçoit au niveau de ses deux chants une partie de coupe, lesdites parties de coupe étant de dimensions identiques, et de nature différente ou identique. La solidarisalion de ces parties de coupe à la bande support est réalisée selon une technique traditionnelle de soudage mentionnée précédemment, et notamment le soudage par bombardement électronique, soudage à la flamme plasma, soudage laser ou analogue.
Cette ébauche subit également des traitements thermiques par austénisation, durcissement ou trempe et au moins soumise à un revenu.
Cependant, lorsque la partie de coupe est constituée de carbure, le traitement thermique n'est pas impératif.
Ainsi, au moyen de l'ébauche conforme à l'invention, il est possible de réaliser des lames de scie présentant les caractéristiques requises de coupe et de résistance aux phénomènes de fatigue, et présentant en outre, de par la souplesse de la bande support, une longévité accrue, permettant de plus la mise en œuvre des scies en résultant sur des galets dont le rayon de courbure est relativement réduit. S'agissant des lames de scie à main, l'invention permet l'utilisation d'un même support, muni de deux lames de coupe, en procédant simplement au retournement de ladite lame sur son organe de maintien.
Selon l'invention, la résistance mécanique à la rupture de la bande support est inférieure à 150 Mpa. Cette grandeur physique est déterminée sur des échantillons de ruban par traction réalisée sur une machine de traction commercialisée sous la marque déposée ZWICK, en montage pince avec un entraxe de 130 mm. Corollaircment, la valeur de la contrainte au cisaillement τιn,.x de la bande support est choisie inférieure à 60 DaN/mm2.
La dureté du fil ou de la partie de coupe est quant à elle supérieure ou égale à 900 Hv.
Avantageusement, le profil des dents se situe dans son ensemble dans la partie de coupe. Notamment, les pointes des dents sont réalisées dans cette partie de coupe. En effet, la hauteur des dents, définie comme étant la distance séparant la pointe des dents de leur base peut être supérieure à la largeur de ladite partie de coupe.
Ainsi que déjà précisé, afin d'aboutir aux propriétés requises de la partie de coupe, l'ébauche conforme à l'invention est soumise dans le cas où la partie de coupe est réalisée en acier rapide, à un traitement thermique par auslénisation, durcissement ou trempe, puis à au moins un revenu.
En revanche, si la partie de coupe de l'ébauche est réalisée en carbure, un tel traitement thermique n'est plus nécessaire.
Ces traitements thermiques peuvent intervenir avant ou après usinage, et notamment avant ou après avoicment des dents constitutives de la scie.
Dans une version particulière de l'invention, la bande support est solidarisée au niveau de ses deux chants, à une partie de coupe. Ce faisant, on dispose alors d'une ébauche tri-métallique, dont la scie en résultant présente deux parties de coupe solidarisées par soudage à la bande support. La symétrie de la soudure des fils de coupe ou des parties de coupe provoque un allongement constant des deux cotés de la lame de scie, de sorte que l'ébauche peut être trempée avant ou après usinage.
La lame de scie en résultant peut donc présenter deux zones de coupe, notamment symétriques par rapport à la bande support, particulièrement utilisable sur une scie à ruban. En effet, compte tenu des caractéristiques mécaniques de la bande support, les phénomènes de fatigue habituellement observés au niveau de des changements de direction sont largement amoindries, permettant d'une part, la diminution des risques de rupture de ladite bande support, et d'autre part, une augmentation significative de la durée de vie des lames de scie. On peut en effet procéder à plusieurs usinages de la partie de coupe jusqu'à l'usure totale de celle-ci, avant l'usure de la bande support.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ebauche de bande multimétallique, comprenant une bande support sur laquelle est soudée une partie de coupe caractérisée en ce que la résistance mécanique à la rupture de la bande support est inférieure à 150 MPa.
2. Ebauche de bande multimétallique selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la bande support est solidarisée au niveau de ses deux chants, à une partie de coupe.
3. Ebauche de bande multimétallique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux parties de coupe sont de dimensions identiques, et sont de nature différente ou identique.
4. Lame de scie multimétallique, caractérisée en ce qu'elle est réalisée à partir d'une ébauche selon la revendication 1.
5. Lame de scie multimétallique selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une bande support et une seule partie de coupe.
6. Lame de scie multimétallique selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend deux parties de coupe, symétriques ou non.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058650A (en) * 1975-07-11 1977-11-15 Hitachi Metals, Ltd. Back material of metal band saw high in fatigue strength
DE2753475A1 (de) * 1976-12-17 1978-06-22 Uddeholms Ab Stahl-verbund-material
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