CN110026611A - 一种切割部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割部件，切割部件包括基体、刀刃和焊接部；基体由第一金属部组成，第一金属部具有第一侧面；刀刃由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成，第二金属部为高强度合金钢，并具有第二侧面；第三金属部为高速工具钢，并具有第三侧面；焊接部连接第一金属部和第二金属部，本发明还提供了切割部件的制造方法，将复合钢带焊接至基体上形成所述切割部件的胚体，然后对焊接部进行低温回火处理。本发明的切割部件采用三金属结构，采用成本较低的中高碳钢或低合金钢作为基体材料，可以减少其应用于较大尺寸手板锯时的成本，手板锯齿尖使用了M2、M42、M35等高速钢材料，耐磨性得到大幅度得到提升，锯子使用寿命提高。

Description

一种切割部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种切割部件，尤其涉及一种通过金属材料焊接形成的切割件，及其制造方法。

背景技术

常见板锯齿尖材料多采用整体中高碳钢或低合金钢，例如65Mn、SK5、50#等，但由于材料限制，以该材料作为整体的板锯的齿尖耐磨性差。

如果整个手板锯使用超宽双金属复合钢带，其宽度在90mm以上，因双金属复合钢带锯片背材一般采用高强度合金钢，合金元素总含量超过5.0％，成本过高，市场竞争力不大。

并且，在采用超宽双金属复合钢带后，高速钢钢丝，例如M2、M42等，与作为背材的高强度合金钢，例如D6A、X32等对接焊好后，之后的热处理过程要按照高速钢工艺整体热处理，需进行高温回火，会导致锯片基体硬度低，只有HRC30左右，强度差，锯片变形大且不易控制。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种兼具耐磨性、韧性和高硬度的切割部件。

本发明提供了一种切割部件，

切割部件包括基体、刀刃和焊接部；

基体由第一金属部组成，第一金属部为中高碳钢或低合金钢，具有第一侧面；

刀刃由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成，第二金属部为高强度合金钢，并具有第二侧面；第三金属部为高速工具钢，并具有第三侧面；

焊接部连接第一金属部和第二金属部。

进一步地，刀刃为由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成的复合钢带。

进一步地，高速工具钢的硬度为58-72HRC。

进一步地，高强度合金钢的硬度为38-52HRC。

进一步地，中高碳钢或低合金钢的硬度为38-52HRC。

进一步地，第二金属部的含碳量为0.30-0.60％，且合金元素总含量为2.0-8.0％。

进一步地，合金元素包括Cr、V、Mo、Ni、W、Ti、Si和Mn中的任意一种或多种。

进一步地，高强度合金钢包括D6A、X32和50CrV中任意一种或多种。

进一步地，第三金属部为含碳量不低于0.70％的高速工具钢。

进一步地，高速工具钢包括M2、M42或M35。

进一步地，中高碳钢或低合金钢的硬度为38-52HRC。

进一步地，第一金属部包括65Mn、SK5和50#钢。

进一步地，第三金属部的宽度为1.0-4.0mm。

进一步地，第二金属部的宽度为2.0-30.0mm。

进一步地，第一金属部的宽度在30.0-100.0mm。

本发明还提供一种手板锯，，其包括如上所述的切割部件。

本发明还提供一种切割部件的制造方法，，制造方法包括将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成切割部件的胚体，焊接过程发生在第二金属部和基体的第一金属部之间，焊接后在第二金属部和第一金属部之间形成焊接部，然后对焊接部进行低温回火处理，以消除焊接部的焊接应力。

进一步地，低温回火处理的回火温度为180-450℃，保温时间为60-240分钟。

进一步地，在低温回火处理后，第三金属部的硬度降低不超过1.0HRC，第一金属部和第二金属部的硬度降低不超过2.0HRC。

进一步地，采用高能束流焊接将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成切割部件的胚体。

进一步地，高能束流焊接包括激光焊接、电子束焊接或离子束焊接。

进一步地，第二金属部靠近焊接部的金相结构为隐针马氏体和部分碳化物组织。

进一步地，第一金属靠近焊接部的金相结构含马氏体、铁素体和碳化物组织。

进一步地，第一金属部和第二金属部的焊接热影响区深度均不超过3.0mm。

进一步地，采用波长1064nm的脉冲激光焊接，焊枪的运动速度在5～50mm/s。

进一步地，采用搀稀土的波长1070nm±10nm的连续激光焊接时，激光焊接头的运动速度在5～50mm/s。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明的切割部件采用三金属结构，采用成本较低的中高碳钢或低合金钢作为基体材料，可以减少其应用于较大尺寸手板锯时的成本，手板锯齿尖使用了M2、M42、M35等高速钢材料，耐磨性得到大幅度得到提升，锯子使用寿命提高。

2.本发明的切割部件可以采用成熟商业化生产的双金属复合钢带，双金属复合钢带热处理后再进行焊接，保障了锯片和齿部硬度，使齿尖获得高耐磨性，同时保障了锯片的高韧性。

3.使用常规锯片做基体，窄的双金属复合钢带做齿部材料，锯子性价比较高。

附图说明

图1是本发明提供的一种切割部件的一种示意图；

图2是图1的局部剖视图；

图3是图2的局部放大示意图；

图4是本发明提供的一种切割部件的制造方法的工艺流程图。

图中，基体1，第一金属部11，刀刃2，第二金属部21，第三金属部22。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1-3所示，本发明提供了一种切割部件，

切割部件包括基体、刀刃和焊接部；其采用三金属结构，即由三种不同性能的金属材料复合形成。

基体由第一金属部组成，第一金属部为中高碳钢或低合金钢，具有第一侧面；

刀刃由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成，第二金属部为高强度合金钢，并具有第二侧面；第三金属部为高速工具钢，并具有第三侧面；

焊接部连接第一金属部和第二金属部。

选用中高碳钢或低合金钢作为切割部件的基体，承担了切割部件的大部分背材用料，大幅减少了切割部件整体成本。

选用高强度合金钢作为焊接的过渡部分，焊接发生在第一金属部和第二金属部之间，焊接后直接采用低温回火来消除第一金属部和第二金属部焊缝处的焊接应力，因此本产品的结构实现了低温处理即可实现第一金属部和第二金属部的焊接应力消除，并得到成本较低，刃口耐磨性能优异的切割部件。

其中高速工具钢的硬度为58-72HRC，含碳量不低于0.70％的高速工具钢。在一个优选的实施例中，高速工具钢包括M2、M42、M35。

高强度合金钢的硬度为38-52HRC。第二金属部的高强度合金钢的含碳量为0.30-0.60％，且合金元素总含量为2.0-8.0％。合金元素包括但不限于Cr、V、Mo、Ni、W、Ti、Si和Mn。在一个优选的实施例中，高强度合金钢可以选用D6A、X32和50CrV。

中高碳钢或低合金钢的硬度为38-52HRC，第一金属部的硬度为38-52HRC。在一个优选的实施例中，第一金属部包括65Mn、SK5和50#。优选地，第一金属部的宽度在30.0-100.0mm。

在一个实施例中，刀刃的宽度较窄，具体为第三金属部的宽度为1.0-4.0mm，第二金属部的宽度为2.0-30.0mm。

在一个实施例中，刀刃为由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成的复合钢带。该复合钢带可以选用成熟的商业化生产的双金属钢带。

在一个实施例中，本发明提供了一种手板锯，其包括上文所述的切割部件，优选的，该手板锯的第一金属部的宽度在30.0-100.0mm。

如图4所述，本发明还提供了一种切割部件的制造方法，制造方法包括将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成切割部件的胚体，焊接过程发生在第二金属部和作为基体的第一金属部之间，焊接后在第二金属部和第一金属部之间形成焊接部，然后对焊接部进行低温回火处理，以消除焊接部的焊接应力。

焊接工艺具体为：

采用高能束流焊接将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成切割部件的胚体。焊接后，第二金属部靠近焊接部的金相结构含隐针马氏体和部分碳化物组织。第一金属靠近焊接部的金相结构含马氏体、铁素体和碳化物组织。第一金属部和第二金属部的焊接热影响区深度均不超过3.0mm。优选的，采用波长1064nm的脉冲激光焊接，焊枪的运动速度在5～50mm/s；或采用搀稀土的波长1070nm±10nm的连续激光焊接时，激光焊接头的运动速度在5～50mm/s。

在一个实施例中，以板锯锯片作为基体。

在一个实施例中，高能束流焊接采用激光焊接、电子束焊接、离子束焊接。

低温回火处理具体为：

低温回火处理的回火温度为180-450℃，保温时间为60-240分钟。

在低温回火处理后，第三金属部的硬度降低不超过1.0HRC，第一金属部和第二金属部的硬度降低不超过2.0HRC。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (26)

1.一种切割部件，其特征在于，

所述切割部件包括基体、刀刃和焊接部；

所述基体由第一金属部组成，所述第一金属部为中高碳钢或低合金钢，具有第一侧面；

所述刀刃由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成，所述第二金属部为高强度合金钢，并具有第二侧面；所述第三金属部为高速工具钢，并具有第三侧面；

所述焊接部连接所述第一金属部和第二金属部。

2.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述刀刃为由第二金属部和用于刃口的第三金属部覆合形成的复合钢带。

3.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述高速工具钢的硬度为58-72HRC。

4.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述高强度合金钢的硬度为38-52HRC。

5.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述中高碳钢或低合金钢的硬度为38-52HRC。

6.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第二金属部的含碳量为0.30-0.60％，且合金元素总含量为2.0-8.0％。

7.如权利要求6所述的一种切割部件，其特征在于，所述合金元素包括Cr、V、Mo、Ni、W、Ti、Si和Mn中的任意一种或多种。

8.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述高强度合金钢包括D6A、X32和50CrV中任意一种或多种。

9.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第三金属部为含碳量不低于0.70％的高速工具钢。

10.如权利要求1所述的一种切割材料，其特征在于，所述高速工具钢包括M2、M42或M35。

11.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述中高碳钢或低合金钢的硬度为38-52HRC。

12.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第一金属部包括65Mn、SK5和50#钢。

13.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第三金属部的宽度为1.0-4.0mm。

14.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第二金属部的宽度为2.0-30.0mm。

15.如权利要求1所述的一种切割部件，其特征在于，所述第一金属部的宽度在30.0-100.0mm。

16.一种手板锯，其特征在于，所述手板锯包括权利要求1-15所述的切割部件。

17.一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成所述切割部件的胚体，焊接过程发生在第二金属部和基体的第一金属部之间，焊接后在第二金属部和第一金属部之间形成焊接部，然后对焊接部进行低温回火处理，以消除焊接部的焊接应力。

18.如权利要求17所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述低温回火处理的回火温度为180-450℃，保温时间为60-240分钟。

19.如权利要求17所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，在所述低温回火处理后，所述第三金属部的硬度降低不超过1.0HRC，所述第一金属部和第二金属部的硬度降低不超过2.0HRC。

20.如权利要求17所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，采用高能束流焊接将由第二金属部和第三金属部组成的复合钢带焊接至基体上形成所述切割部件的胚体。

21.如权利要求20所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述高能束流焊接包括激光焊接、电子束焊接或离子束焊接。

22.如权利要求17所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述第二金属部靠近焊接部的金相结构为隐针马氏体和部分碳化物组织。

23.如权利要求17所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述第一金属靠近焊接部的金相结构含马氏体、铁素体和碳化物组织。

24.如权利要求20所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，所述第一金属部和第二金属部的焊接热影响区深度均不超过3.0mm。

25.如权利要求20所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，采用波长1064nm的脉冲激光焊接，焊枪的运动速度在5～50mm/s。

26.如权利要求20所述的一种切割部件的制造方法，其特征在于，采用搀稀土的波长1070nm±10nm的连续激光焊接时，激光焊接头的运动速度在5～50mm/s。