專利名稱：鋸條背材鋼及其在雙金屬帶鋸條中的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋸條鋼材料，尤其涉及一種鋸條背材鋼及其在雙金屬帶鋸條中的應用。
背景技術：
雙金屬帶鋸條由鋸齒和鋸背構成，主要用于切割各種金屬材料，它是當今世界上最先進的切割工具之一，在機械制造、冶金、化工、軍工等行業廣泛應用。隨著鋸切下料向高效率、長壽命、低成本以及自動化方向發展，不僅要求鋸齒材料有更高的硬度、紅硬性、耐磨性，同時對鋸背材料疲勞強度與剛性提出了更高的要求。傳統的雙金屬帶鋸條一般通過鋸齒高速鋼扁絲材料與鋸背材料通過電子束焊接復合而成，其熱處理工藝參數都是依據齒部高速鋼的熱處理工藝參數來進行制訂，因此對鋸背材料的選擇有著非常嚴格的要求，需要鋸背材料在鋸齒熱處理工藝下具有高的強度、 韌性和疲勞性能。
發明內容
本發明提供了一種鋸條背材鋼，該背材鋼可以在單獨的熱處理工藝下處理后與鋸齒材料焊接。一種鋸條背材鋼，其重量百分比組成為碳0. 51 0. 58%、錳0. 30 0. 60%, 硅0. 20 0. 40%、鉻1. 45 2. 2% JM :0. 7 0. 8%、鉬0. 15 0. 30%、銅0 0. 2%、 釩或鈮0 0. 3%、磷0 0. 02%、硫0 0. 015%、其余為鐵和不可避免的雜質。該鋸條背材鋼可通過傳統工藝制得，包括EAF冶煉-LF精煉-VD真空處理-連鑄鋼坯-熱軋鋼帶-退火-球化退火-冷軋-軋平。傳統的鋸條背材鋼含有較高含量的合金元素，以保證在高溫熱處理工藝(鋸齒熱處理工藝)下有良好的強韌性，如說美國的RM80背材鋼，其鉻3.0%左右，鉬1. 98%左右，可以保證高溫淬火時得到不易粗大的馬氏體金相組織，回火時有高的抗回火穩定性， 背材強韌性良好。本發明鋸條背材鋼不和鋸齒材料一起進行熱處理，采用相對低的淬火和回火溫度，就能夠達到鋸條的使用要求，且合金含量低，成本相對低廉。本發明還提供了上述鋸條背材鋼在制備雙金屬帶鋸條中的應用。本發明又提供了一種雙金屬帶鋸條，包括鋸齒和鋸背，所述鋸背的材料為上述的鋸條背材鋼。優選的，所述的鋸齒僅齒尖部位采用M42齒材，其余部分材料與齒背相同。本發明又提供了一種雙金屬帶鋸條的制備方法，包括在加工成型并經熱處理的鋸背材料上沖齒，形成齒尖缺失的鋸齒；采用電阻焊將熱處理后的鋸齒材料焊接到所述鋸齒的齒尖位置；精加工后獲得成品。所述鋸背材料優選為上述鋸條背材鋼，該鋸背材料的熱處理工藝為將鋸背材料加熱到1000 1050°C進行淬火，然后置于觀0 350°C下回火6 10小時。傳統鋸背材料熱處理工藝為淬火溫度1200°C，回火溫度510 560°C，時間1 2h，次數3次。所述的鋸齒材料優選為M42齒材；該鋸齒材料的熱處理方法為將鋸齒材料加熱到1200 1220°C進行淬火，然后置于-150 _180°C下冷處理2_3小時，最后置于530 570°C下回火1 2小時，回火次數可以是3次。所述電阻焊中焊接接觸時間為0.05 0. Is、接觸壓力< 3kg、電極間電壓為 380 400v，高電流短時間接觸以保證焊接強度及齒尖部分不受熱影響。本發明方法分別對鋸齒材料和鋸背材料進行熱處理，可對鋸齒材料的熱處理工藝進行優化，如提高淬火溫度，保溫時間，增加深冷處理，使其達到最佳性能，不需考慮熱處理是否會對鋸背材料有影響。同樣鋸背在單獨熱處理的時候，也不必要采用和鋸齒一樣的熱處理工藝，可使用相對低溫淬火工藝，發揮材料的最佳性能。
圖1為本發明無齒尖的鋸齒結構示意圖；圖2為本發明方法焊接示意圖；圖3為本發明雙金屬鋸條的結構示意圖。
具體實施例方式以下實施例采用的鋸條背鋼均通過傳統的制備工藝制得，包括EAF冶煉-LF精煉-VD真空處理-連鑄鋼坯-熱軋鋼帶-退火-球化退火-冷軋-軋平。實施例1將鋸條背材鋼加熱升溫至1000°C，保溫一段時間進行淬火，淬火液采用光亮淬火油(IDEMITSU KOSAN CO.，LTD 牌號=Daphne Bright Quench)，然后置于 300°C下回火 8 小時，自然冷卻。在鋸條背材鋼上沖齒，齒形結構如圖1所示，鋸背101上有多個鋸齒102，鋸齒101的頂部齒尖缺失，然后清洗后待用。
上述背材鋼的元素重量百分比組成為0. 51% CU. 9% Cr、0. 26% Mo、0. 73% Ni, 0. 20% V、0. 003% S、0. 012% Ρ、0· 32% Μη、0· 27% Si，其余為Fe和制造過程不可避免產生
的微量雜質。將M42齒材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司生產)加熱到1200°C，保溫一段時間以后轉化為奧氏體，高壓氮氣(SMpa)下進行淬火，接著于-150°C下冷處理3小時，最后在550°C下回火2小時，回火三次。利用電阻焊將鋸齒材料焊接到鋸齒齒尖上。焊接過程如圖2所示，此焊接方法為在鋸齒上逐個焊接M42齒材，鋸齒材料103大致呈圓柱形，平躺在鋸齒102的齒尖位置，并用夾具夾緊，在鋸背101和鋸齒材料103上安裝電極(圖中未示出)，由于夾具的夾緊力，接觸的位置會產生凹陷104，鋸齒102旁邊有一塊位置樣板105，使得鋸齒材料103停留在正確的位置。電阻焊參數為焊接接觸時間為 0. 05-0. Is、接觸壓力< 3kg，兩極電壓400v。焊接完成后高頻回火(帶速1. 5m/min，溫度380°C )，然后對鋸條進行粗磨、磨齒、 精磨、分路、于^(TC下回火他、噴砂，制得如圖3所示成品，該成品由鋸背101和鋸齒102
4組成，鋸齒102的齒尖106為M42齒材，鋸齒102的其余部分和鋸背材料是相同的，均是上述鋸條背材鋼。上述過程中淬火加熱、冷處理以及回火均采用德國SCHMETZ生產的真空爐。實施例2將鋸條背材鋼加熱升溫至1050°C，保溫一段時間進行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于觀01下回火10小時，自然冷卻。在鋸條背材鋼上沖齒，得到如圖1 所示的齒形結構，清洗后待用。上述背材鋼的元素重量百分比組成為0. 53% CU. 92% Cr,0. 26%Mo,0. 72% Ni、 0. 20% V、0. 005% S、0. 010% Ρ、0· 32% Μη、0· 23% Si，其余為Fe和制造過程不可避免產生
的微量雜質。將M42齒材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司生產)加熱到1220°C，保溫一段時間以后轉化為奧氏體，高壓氮氣(SMpa)下進行淬火，接著于-160°C下冷處理2. 5小時，最后在550°C下回火2小時，回火三次。利用電阻焊將鋸齒材料焊接到每個鋸齒的齒尖位置。 焊接操作方法同實施例1，電阻焊參數為焊接接觸時間為0. 05-0. Is、接觸壓力< 3kg，兩極電壓380v。焊接完成后高頻回火(帶速1. 5m/min，溫度380°C )，然后對鋸條進行粗磨、磨齒、 精磨、分路、于^(TC下回火他、噴砂，制得成品。上述過程中淬火加熱、冷處理以及回火均采用德國SCHMETZ生產的真空爐。實施例3將鋸條背材鋼加熱升溫至1020°C，保溫一段時間進行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于350°C下回火6小時，自然冷卻。在鋸條背材鋼上沖齒，得到如圖1所示的齒形結構，清洗后待用。上述背材鋼的元素重量百分比組成為0. 53% CU. 95% Cr,0. 24%Mo,0. 72% Ni、 0. 22% V、0. 003% S、0. 010% Ρ、0· 34% Μη、0· 26% Si，其余為Fe和制造過程不可避免產生
的微量雜質。將M42齒材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司)加熱到1220°C，保溫一段時間以后轉化為奧氏體，高壓氮氣(SMpa)下進行淬火，接著于-180°C下冷處理2小時，最后在 570°C下回火1小時，回火三次。利用電阻焊將鋸齒材料焊接到每個鋸齒的齒尖位置。焊接操作方法同實施例1，電阻焊參數為焊接接觸時間為0. 05-0. Is、接觸壓力< 3kg，兩極電壓 400v。焊接完成后高頻回火(帶速1. 5m/min，溫度380°C )，然后對鋸條進行粗磨、磨齒、 精磨、分路、于280°C下回火8h、噴砂，制得如圖3所示的成品。上述過程中淬火加熱、冷處理以及回火均采用德國SCHMETZ生產的真空爐。實施例4將鋸條背材鋼加熱升溫至1050°C，保溫一段時間進行淬火，淬火液采用光亮淬火油(同上)，然后置于330°C下回火7小時，自然冷卻。在鋸條背材鋼上沖齒，得到如圖1所示的齒形結構，清洗后待用。上述背材鋼的元素重量百分比組成為0. 57% CU. 93% Cr,0. 27%Mo,0. 71% Ni、 0. 27% V、0. 003% S、0. 009% Ρ、0· 37% Μη、0· 27% Si，其余為Fe和制造過程不可避免產生的微量雜質。將M42齒材(埃赫曼合金材料(天津)有限公司)加熱到1200°C，保溫一段時間以后轉化為奧氏體，高壓氮氣(SMpa)下進行淬火，接著于-170°C下冷處理2. 5小時，最后在 560°C下回火1.5小時，回火三次。利用電阻焊將鋸齒材料焊接到每個鋸齒的齒尖位置。焊接操作方法同實施例1，電阻焊參數為焊接接觸時間為0. 05-0. Is、接觸壓力< 3kg，兩極電壓400v。焊接完成后高頻回火(帶速1. 5m/min，溫度380°C )，然后對鋸條進行粗磨、磨齒、 精磨、分路、于280°C下回火8h、噴砂，制得如圖3所示的成品。上述過程中淬火加熱、冷處理以及回火均采用德國SCHMETZ生產的真空爐。對比例將鋸條背材鋼(RM80)與高速鋼扁絲通過電子束焊接結合在一起，鋸條背材鋼的元素包括0. 35% C、3. 05% CrU. 98% Mo、0. 54% Ni、0. 36% V、0. 0015% S、0. 10% P、 0. 68% Μη、0· 46% Si。退火后軋平、校直、磨齒，用真空爐加熱至1200°C進行淬火，用井式爐在550°C回火90分鐘，回火3次，噴砂后制得成品。對上述雙金屬帶鋸條的鋸背用拉伸試驗機進行力學性能測試(測試標準為GBT 228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法)，測試結果如下表所示。
權利要求
1.一種鋸條背材鋼，其特征在于，重量百分比組成為碳0. 51 0. 58%、錳0. 30 0. 60 %、硅0. 20 0. 40 %、鉻1. 45 2. 2 %、鎳0. 7 0. 8 %、鉬0. 15 0. 30 %、銅 0 0. 2%、釩或鈮0 0. 3%、磷0 0. 02%、硫0 0. 015 %、其余為鐵和不可避免的雜質。
2.權利要求1所述的鋸條背材鋼在制備雙金屬帶鋸條中的應用。
3.—種雙金屬帶鋸條，包括鋸齒和鋸背，其特征在于，所述鋸背的材料為權利要求1所述的鋸條背材鋼。
4.根據權利要求3所述的雙金屬帶鋸條，其特征在于，所述的鋸齒僅齒尖部分采用M42 齒材，其余部分材料與鋸背相同。
5.一種雙金屬帶鋸條的制備方法，包括在加工成型并經熱處理的鋸背材料上沖齒，形成齒尖缺失的鋸齒；采用電阻焊將熱處理后的鋸齒材料焊接到所述鋸齒的齒尖位置；精加工后獲得成品。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鋸背材料為權利要求1所述的鋸條背材鋼。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鋸背材料的熱處理工藝為將鋸背材料加熱到950 1050°C進行淬火，然后置于280 350°C下回火6 10小時。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的鋸齒材料為M42齒材。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋸齒材料的熱處理工藝為 將鋸齒材料加熱到1200 1220°C進行淬火，然后置于-150 -180°C下冷處理2 3小時，最后置于530 570°C下回火1 2小時，回火三次。
10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述電阻焊中的焊接接觸時間為 0. 05 0. Is、接觸壓力彡3kg、兩極電壓380 400v。
全文摘要
本發明公開了一種鋸條背材鋼及其在雙金屬帶鋸條中的應用，該鋸條背材鋼的重量百分比組成為碳0.51～0.58％、錳0.30～0.60％、硅0.20～0.40％、鉻1.45～2.2％、鎳0.7～0.8％、鉬0.15～0.30％、銅0～0.2％、釩或鈮0～0.3％、磷0～0.02％、硫0～0.015％、其余為鐵和不可避免的雜質。本發明還公開了一種雙金屬帶鋸條的制備工藝，包括在加工成型并經熱處理的鋸背材料上沖齒，形成齒尖缺失的鋸齒；采用電阻焊將熱處理后的鋸齒材料焊接到所述鋸齒的齒尖位置；精加工后獲得成品。本發明方法分別對鋸齒材料和鋸背材料進行熱處理，對各自的熱處理工藝進行優化，可以發揮材料的最佳性能。
文檔編號C22C38/48GK102337474SQ20111023989
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者丁杰鋒, 倪柏鋼, 屠曉清, 彭金軍, 徐國飛, 李剛, 羅中鑫, 葛洪斌, 陸波, 顧軍林 申請人:浙江約特工具有限公司