DE2504817B2 - Verfahren zur herstellung eines korrosionsbestaendigen schneidewerkzeuges - Google Patents

Description

50

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Schneidwerkzeuges, insbesondere Bandsägeblattes, aus martensitischem Stahl mit hoher Standzeit, dessen Schneidekante mit einer harten Metallverbindung überzogen ist. SS

Schneidwerkzeuge aus Stahl und Verfahren zur ihrer Herstellung sind aus den US-PS 7 06 701, 7 06 702, 18 572, 26 85 535, 26 98 912. 27 14 563, 27 19 820, 54 225, 27 99 760, 28 75112, 2916 409, 29 21877, 39 943, 3010 009, 3019126, 3046 936, 3048 498, 180, 3131097, 33 35 169, 33 36 903, 33 41352, 76 156, 33 82 085, 34 04 084, 34 26 730, 34 72 751, 85 654, 35 01334, 35 03 775, 35 13 810, 35 14 388, 62 002, 35 73 090, 35 73 098, 35 75 138, 31 17 022 und 874 sowie aus der DT-PS 19 57 884 bereits ^fi5 bekannt.

Bisher wurden Bandsägeblätter und andere schneid- oder verschleißfeste Werkzeuge aus einem martensiti schen Stahl hergestellt, der einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, um ihm eine harte Schneide (Schneidekante) zu verleihen. Man hat auch bereits die Schneidekanten mit Wolframcarbid, Titancarbid oder anderen harten Materialien beschichtet, um sie zu härten und sn ihre Standzeit zu verlängern.

Aus der US-PS 3003 370 ist es bereits bekannt, Schneidwerkzeuge an den besonders beanspruchten Stellen aufzukohlen und diese somit einer Carbidhärtung zu unterziehen. Aus der US· PS 38 32 219 ist die Verwendung eines linearen Beschleunigers für die Implantation von Chromionen oder Kohlenstoffionen in die Oberfläche eines Metalls, um dieses zu härten, beschrieben. Aus der US-PS 24 22 561 ist es ferner bekannt, die gesamte Fläche eines Schneidwerkzeuges, insbesondere eines konventionellen Stahlsägeblattes, einer Impulshärtung zu unterwerfen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß in diesem Falle der gesamte Sägeblattkörper gehärtet und dadurch die an sich erwünschte Flexibilität des Bereiches außerhalb der Schneidekanten vermindert wird.

Mit keinem dieser bekannten Verfahren ist es jedoch möglich. Schneidwerkzeuge, insbesondere Bandsägeblätter, aus martensitischem Stahl selektiv so zu härten, daß sie nur an den besonders beanspruchten Stellen, d.h. an den Schneidekanten, die gewünschte Härte aufweisen bei gleichzeitiger hoher Korrosionsbeständigkeit und Standzeit.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein Schneidwerkzeug, insbesondere ein Bandsägeblatt, aus martensitischem Stahl mit hoher Standzeit selektiv nur an dessen Schneidekante auf wirksamere Weise zu härten als es bisher mit den bekannten Verfahren möglich war, das auf technisch einfache und dennoch wirksame Weise durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Schneidwerkzeuges, insbesondere Bandsägeblattes, aus martensitischem Stahl mit hoher Standzeit, dessen Schneidekante mit einer harten Metallverbindung überzogen ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Stahlkörper des Werkzeuges mit Argongas einer lonenreinigung unterwirft, dann in seine Schneidekante Ionen eines hochschmelzenden Metalls implantiert, die implantierten Metallionen durch chemische Umsetzung in das entsprechende Metallcarbid, -nitrid oder -borid überführt und danach die auf diese Weise behandelte Schneidekante einer an sich bekannten Impulshärtung unterwirft.

Nach dem Verfahren der Erfindung erhält man ein Schneidwerkzeug, insbesondere ein Bandsägeblatt, aus einem martensitischen Stahl, das selektiv an der Schneidekante in einem solchen Grade gehärtet ist, wie er mit den bisher bekannten Methoden nicht erzielbar war, wobei gleichzeitig der martensitische Stahlkörper des Schneidewerkzeuges außerhalb der Schneidekante seine erwünschte Flexibilität beibehält. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gehärtete Schneidewerkzeug besitzt ferner eine ungewöhnlich hohe Korrosionsbeständigkeit und eine lange Standzeit (Gebrauchsdauer), die ein Vielfaches derjenigen eines nach einem der bisher bekannten Verfahren gehärteten Schneidewerkzeuges beträgt.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde Schneidwerkzeug, insbesondere Bandsägeblatt, wird zuerst in die gewünschte Endform gebracht und geschärft. Bei einem Bandsägeblatt

werden entlang einer Kante eines Stahlbandes einer gleichmäßigen Breite Zähne eingeschnitten und dann werden diese Zähne in üblicher Weise aufgebogen und geschräft. Das Bandsägeblatt wird dann auf die beanspruchte Weise gereinigt, zu einem Bund fest aufgerollt und in eine Ionenimplantationskammer so eingeführt, daß die Spitzen der Zähne der Atmosphäre innerhalb der Kammer ausgesetzt sind. Der Bund wird in einem elektrischen Gleichstromkreis so geschaltet, daß er die Kathode bildet, während das verdampfende schwerschmelzbare Metall, dessen Ionen in die Schneidekante des Bandsägeblattes implantiert werden sollen, die Anode bildet. Nach mehrmaligem Spülen der Kammer mit Argon oder einem anderen Inertgas und Anlegen eines Vakuums entsteht durch den Stromkreis ein Plasma, wodurch die Oberfläche der Schneidekanten gereinigt wird. Danach wird das schweirschmelzbare Metall zum Schmelzen erhitzt, die dabei entstehenden Ionen des schwerschmelzbaren Metalls wenden in die Spitzen implantiert (eingelagert). Als Anode kann ein Elektronenstrahlerzeuger verwendet werden.

Das in die Schneidekante des zu härtenden Schneidewerkzeuges implantierte schwerschmelzbare Metall wird anschließend durch Umsetzung mit einem geeigneten chemischen Reagens innerhalb der Ionenimplantationskammer oder durch eine spezielle Behandlung außerhalb der Kammer in ein Carbid, Nitrid oder Borid dieses Metalls überführt.

Abschließend wird eine Impulshärtung der so behandelten Schneidekante auf an sich bekannte Weise durchgeführt. Danach wird das Schneidwerkzeug, insbesondere das Bandsägeblatt, auf die: gewünschte Länge zugeschnitten und die Enden werden miteinander verschweißt, wenn beispielsweise eine kontinuierliche Bandsägeschleife hergestellt werden soll.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »Bandsäge« ist vorzugsweise eine Fleich- und Knochen-Schneidebandsäge zu verstehen, bei der in die Spitze jedes Zahns des martensitischen Sägeblattes Titanionen implantiert worden sind. Diese Titanionen werden dann in Titancarbid umgewandelt und die so behandelten Sägezähne werden nacheinander durch die Spule einer üblichen Impulshärtungsvorrichtung geführt Jeder behandelte Sägezahn besteht aus einem gehärteten Martensitsubstrat mit submikroskopischen Kristallen und einem Überzug aus einem gehärteten Titancarbid. Der Körper der Säge besteht aus Martensit, der keiner Impulshärtung unterzogen worden ist und daher seine gewünschte Flexibilität beibehält. Das auf diese Weise erhaltene Sägeblatt zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Standzeit (Lebensdauer) aus.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich entsprechende Teile durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet sind, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenaufrißansicht eines Teils eines Bandsägeblattes, die eine Form eines erfindungsgemäß hergestellten Schneidwerkzeuges erläutert;

Fig. 2 eine vergrößerte fragmentarische Seitenaufrißansicht, die einen Zahn des in F i g. 1 dargestellten Sägeblattes zeigt;

F i g. 3 eine schematische Ansicht einer Ionenimplantierungsvakuumkammer, die ein aufgewickeltes Stück des Bandsägeblattes zeigt, in das Metallionen implantiert werden sollen;

F i g. 4 eine Seitenaufrißansicht eines Teils des durch eine Impulshärtungsspule einer Impulshärtungsvorrichtung geführten Bandsägeblattes; und

Fig.5 eine ebene Draufsicht auf das Bandsägeblatt, die Spule und die Vorrichtung, wie sie in Fig.4 dargestellt sind.

S Im Detail ist das Schneidwerkzeug dargestellt als Bandsägeblatt 10, das über seine Länge eine gleichmäßige Breite aufweist, wobei die Zähne 12 des Bandsägeblattes 10 am besten aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen sind. Die Umrißform des Sägeblattes 10 ist konventionell und umfaßt eine gerade hintere Kante U und eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden, in gleichem Abstand voneinander angeordneten Zähnen 12 entlang seiner vorderen Kante.
Jeder Zahn 12 weist einen vorderen (ansteigenden)

is Rand (Schneiderand) 13 und einen hinteren (abfallenden) Rand 14 auf, die sich nach außen zu einer Spitze 15 verjüngen. Die Zähne 12 sind abwechselnd seitlich in entgegengesetzten Richtungen gegeneinander versetzt. Der vordere Rand oder Schneiderand 13 wird auf übliche Weise geschärft. Das Sägeblatt 10 besteht aus einem martensitischen Stahl mit 0,95 bis 1,05% Kohlenstoff, der auf der Rockwell-30N-Skala eine Härte von etwa 70 aufweist (dies entspricht einem Wert von etwa 50 auf der Rockwell C-Skala). Jeder Zahn 12

weist einen Überzug 16 auf, der seine Spitze bedeckt und aus einem harten Metall, beispielsweise einer schwerschmelzbaren Metallverbindung, z. B. Wolframcarbid oder Titancarbid, besteht. Der Überzug 16 ist etwa 0,0254 mm dick und bedeckt etwa 1 mm³ in einer L-Form entlang des Spitzenbereiches des Sägeblattes 10, wobei er sich etwa 1,52 mm bis etwa 1,78 mm von der Spitze 15 weg nach innen entlang des Schneiderandes 13 erstreckt Der Überzug 16 erstreckt sich etwa 1,76 mm bis etwa 12,7 mm entlang des hinteren Randes 14.

Bei der Herstellung des Sägeblattes wird ein Stahlbund gestanzt, um die aufeinanderfolgenden Zähne 12 zu erzeugen. Die Zähne 12 werden dann nacheinander aus der Ebene des flachen Körpers 18 herausgebogen, wobei jeder Zahn 12 in seitlicher Richtung entgegengesetzt zu dem benachbarten Zahn 12 herausgebogen wird. Die Schneideränder 13 der Zähne 12 werden dann geschärft.

Erfindungsgemäß wird ein Stück des so hergestellten Sägeblattes 10, das in der Regel etwa 150 bis etwa 180 m lang ist aufgewickelt zur Herstellung des in der F i g. 3 dargestellten Sägeblattbundes 20. Der Bund 20 wird vorher auf normale Weise gereinigt und dann mit den Zähnen nach oben auf eine Kathodenplatte 21 in eine Vakuumkammer 22 gelegt. Der Bund wird mit der Platte 21 fest elektrisch verbunden. Die Kammer 22 ist mit einem Wolframanodenfaden 23 oberhalb der Platte 21 ausgestattet und der Faden 23 ist von dem lonenimplantierungsmaterial, beispielsweise einem Stück Wolframoder Titandraht 24, umhüllt. Die elektrischen Leiter 26 und 27 verbinden den Anodenfaden 23 und die Kathodenplatte 21 mit einem Gleichstrompotential £ Es ist eine Vakuumpumpe P vorgesehen, um die Kammer 22 zu evakuieren und die Gasleitungen 28 und 29 dienen der selektiven Einführung des inerten Spülgases (Argon) und des Aufkohlungsgases (Methan) in die Kammer 22. Jede Leitung weist ein Steuerventil V auf. Die Kammer 22 wird dann durch Pumpen bis auf ein Vakuum von 2 χ 10~⁵ Torr oder besser evakuiert unter häufigem Spülen mit Argongas. Ein derart niedriger

f'5 Druck ist erforderlich, um die darin erzeugten absorbierten Gase zu entfernen. Danach wird das Argongas in die Kammer eingeführt bis zu einem ein Plasma aufrechterhaltenden Druck von etwa 10~² Torr.

Dann wird an den Anodenfaden 23 und die Kathodenplatte 21 eine elektrische Gleichspannung angelegt und sie wird allmählich erhöht, wodurch eine bessere Reinigungswirkung erzielt wird. Die Plasmabildung beginnt innerhalb des Bereiches von 1 kV und 50 mA und kann dann bei einem viel niedrigeren Potential aufrechterhalten werden. Die Potentialeinstellung kann je nach den Bedürfnissen variiert werden, sie beträgt im allgemeinen 2 bis 3 kV.

Der Bund 20, in dessen Schneidekante Metallionen implantiert werden sollen, wird zuerst mit dem Argonplasma durch die Ionen gereinigt. Das Argon spritzt jegliche Atomverunreinigungen oder jeglichen Schmutz, die (der) auf den freiliegenden Oberflächen, insbesondere den Zähnen 12, vorhanden sind (ist), herunter. Ein Teil des Argons dringt in den Stahl ein und bewirkt die Bildung des superfeinen Martensits, der bei der nachfolgenden Impulshärtung entsteht. Das Ionenimplantierungsmaterial auf einem Faden (z. B. einem Draht 24) oder aus einem Bad eines geschmolzenen Metalls, das durch einen Elektrostrahlerzeuger erhitzt wird, bildet innerhalb der Kammer die Anode. Durch Durchleiten eines ausreichenden Stroms durch den Faden 23 unter Aufrechterhaltung des Argonplasmas werden der Faden 23 und der Draht 24 allmählich erhitzt, bis der Draht 24 auf der Anode schmilzt und dann, unterstützt durch das beträchtliche Vakuum innerhalb der Kammer, verdampft. Diese ionisierten Teilchen werden von einem Bund 20 auf der Kathodenplatte 23 aufgrund der großen Potentialdifferenz (die von 500 bis 50 000 V variieren kann) angezogen und dadurch wird eine Ionenimplantation bewirkt. Tatsächlich werden die ersten Ionen, die auf die Oberfläche des Bundes 20 auftreffen, in die Zähne 12 implantiert (eingelagert) und führen zu einem allmählichen Übergang zwischen dem Metall der Zähne 12 und der Oberfläche. Wenn die Fläche durch die Ionenimplantation »gesättigt« ist, wird d·"· Rest der Ionen auf der Oberfläche der Zähne 12 über den eingelagerten Ionen abgelagert. Die Eindringtiefe der implantierten Ionen in das Substrat hängt von der Härte des Substrats ab. Wenn die implantierten Metallionen, z. B. Titanoder Vanadinionen, mit dem in dem Stahlblattsubstrat vorhandenen Kohlenstoff reagieren, ist es bis heute nicht bekannt, ob sie innerhalb des Kristallgitters des Substrats eine Ausscheidung bilden oder »in Lösung« vorliegen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die durch die implantierten Ionen gebildeten Verbindungen zu klein sind, um durch die heutigen Methoden nachgewiesen werden zu können. Die Dauer der Ionenimplanta- tion kann von einigen Bruchteilen von Sekunden bis zu mehreren Minuten variiert werden. Während des Ionenimplantlerungsverfahrens nimmt das Vakuum in der Kammer etwas ab, es solltejedoch durch Einstellung des Argondruckes oder der Metallverdampfung auf dem ss richtigen Wert gehalten werden.

Die vorstehend beschriebene lonenimplantierung kann bei einer Reihe von Stählen oder Eisen enthaltenden Legierungen, wie z.B. Rasierklingen, technischen Klingen, Bandsägen, Pellen, Nägeln u. dgl, sowie bei anderen Metallen und Formkörpern, wie z. B. Fleischhackmaschinenplatten, durchgeführt werden. Empfehlenswert sind martensltische Stähle. Ein solcher martensitlscher Stahl wird far den Körper des Sägeblattes 10 verwendet *s

Obwohl Titan oder Wolfram das am besten geeignete Implantlerungsmetall zu sein scheint, können gewünsch· tenfalis auch verschiedene andere Elemente in Form von Ionen in die Oberfläche implantiert (eingelagert) werden. Dazu gehören alle schwerschmelzbaren Elemente, wie Scandium, Titan, Yttrium, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram, die Elemente der Seltenen Erden, wie Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium, die Elemente der Actinidenreihe, wie Actinium, Thorium, Protactinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium, sowie Eisen, Kobalt, Nickel und Bor. Einige dieser Metalle erfordern die Verwendung einer Hochenergie-Verdampfungseinheit, beispielsweise einen Elektronenstrahlerzeuger, um sie zu verdampfen. Bei der technischen Herstellung ist die Elektronenstrahlverdampfung bevorzugt.

Mit superharten Materialien, die der Substratoberfläche mit implantierten Ionen zugegeben werden können, können verschleißfeste und korrosionsbeständige Schneidekanten hergestellt werden. Die härtesten bekannten Materialien sind die Carbide, Boride und Nitride, bei denen es sich um Verbindungen von Elementen der Übergangsreihe mit Elementen der zweiten Periode, wie z. B. TiC, ScN, VC, Cr₄O₃ und TiB, handelt. Außerdem kann der Oberfläche der Zähne mit den implantierten Ionen jedes beliebige andere Metall innerhalb der oben angegebenen Liste der lonenimplantierungsmaterialien zugesetzt werden. Diese Materialien können dem Stahlsubstrat der Zähne in Form von Verbindungen zugesetzt werden, diese sind jedoch sehr stabil und schwierig zu verdampfen. Das beste Verfahren besteht darin, für die lonenimplantierung in die Schneidekante das reine Metall (Ti, Cr, B, Sc u. dgl.) zu verwenden und dann das Metall in das jeweilige Carbid, Borid oder Nitrid umzuwandeln. Ob Kohlenstoff, Bor oder Stickstoff verwendet wird, hängt von dem Substratüberzug ab. So ist beispielsweise Kohlenstoff das beste Material für die Umsetzung mit Titan, Bor ist das beste Material für die Umsetzung mit Vanadin und Stickstoff ist das beste Material für die Umsetzung mit Scandium.

Die Carburierung, Boridierung oder Nitrierung muß in einer sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt werden, weil sich sonst ein Oxid des Metallüberzugs auf dem Substrat bilden könnte, das spröder wäre als das Carbid, Borid oder Nitrid dieses Metalls. Die Carburierung kann auf verschiedene Weise erfolgen: ein Kohlenstoff enthaltendes Gas, z. B. ein Kohlenwasserstoff, kann mit dem ionenimplantierten Bund 20 auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 600 bis 900⁰C (In der Regel oberhalb 800° C) erhitzt werden, so daß der Kohlenstoff und die implantierten Metallionen miteinander reagieren unter Bildung eines Carbids, z. B. von TiC, u. dgl. Zu geeigneten Carbonislerungsgasen gehören Methan, Erdgas, Propan, Acetylen und Benzin. Die Schneidezähne können auch auf irgendeine andere geeignete Weise carburiert werden, beispielsweise nach irgendeinem konventionellen Kisten-, Cyanid- oder Oascarburierungsverfahren. Sie können auch in einem durch eine Stlcketoff/Propan-Mlsohung (oder irgendeine andere carburierende Oasmischung, die aus einem Lichtbogen verdampften Kohlenstoff enthält) gebildeten Plasma behandelt werden.

Nachdem das Implantlerungsmetall (Titan oder Wolfram) auf etwa 1 mm³ der Zahnspltzenfiäche der Zähne 12 bis zu einer Dicke von etwa 0,0234 mm

¹ 92fi

abgelagert worden ist, wird die lonenimplantierung vorzugsweise unterbrochen, und das den Überzug bildende Titan oder Wolfram wird in ein Carbid umgewandelt. Dies wird dadurch erzielt, daß man eine Mischung aus Methan, Wasserstoff und Argon oder Propan, Wasserstoff und Argon unmittelbar nach Beendigung der Ionenimplantation in die Kammer 22 einführt. Der Wasserstoff braucht nur in einer Menge eingeführt zu werden, die ausreicht, um eine reduzierende Atmosphäre sicherzustellen. Dann wird der Bund 20 to des Sägeblattes 10 abkühlengelassen und aus der Vakuumkammer 20 herausgenommen, jeder Zahn 12 weist einen Überzug 16 aus Titancarbid oder Wolframcarbid auf, der sich entlang seines Schneiderandes 13 von einer Position zwischen der Spitze 15 und der Einschweifung 13 von einer Position zwischen der Spitze 15 und der Einschweifung (Einkerbung) des Sägezahns 17 bis zur Spitze selbst erstreck., und er erstreckt sich von der Spitze 15 entlang des hinteren Randes 14 und endet in einer Position zwischen der Spitze 15 und der Einschweifung 17. Dies ist in der Fig.2 dargestellt. Wie oben angegeben, beträgt die Länge des Überzugs 16 entlang der Schneidekante 13 etwa 1,52 bis etwa 1,78 mm, während die Länge entlang der hinteren Kante etwa 1,78 bis etwa 3,81 mm beträgt. Der Überzug 16 überlappt die Seitenflächen auf beiden Seiten der Schneidekante 13 und der hinteren Kante 14. Die Überlappung auf den Seiten ist jedoch nur etwa 0,0254 bis etwa 0,0762 mm breit.

Eine wichtige Stufe in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Impulshärtung der beschichteten Zähne 12, die erfolgt, nachdem der Bund 20 des Sägeblattes 10 abgekühlt und Luft in die Kammer 22 eingelassen worden ist. Der Bund 20 wird dann aus der Kammer 22 herausgenommen und eine lineare Wegstrecke mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 bis etwa 12 Zähnen pro Sekunde entlang zugeführt. Auf dieser Wegstrecke werden die Zähne 12 nacheinander dem Hochfrequenz-Magnetfluß der Drossel (Spule) 31 einer an sich bekannten Impulshärtungsvorrichtung ausgesetzt, die allgemein durch die Ziffer 30 bezeichnet ist. Eine solche Impulshärtungsvorrichtungsvorrichtung 30 ist auch in der US-PS 27 99 760 beschrieben. Die Vorrichtung 30 ist mit einer Spule oder Drossel 31 ausgestattet, die aus einem Stück eines schweren elektrischen Drahtes so geformt ist, daD sie ein Paar Stege 32 aufweist (die mit der Vorrichtung 30 elektrisch verbunden sind), die jeweils zu einer oberen Schleife 33 und einer unteren Schleife 34 führen. Die Schleifen 33 und 34 sind in parallelen Ebenen in einem Abstand so voneinander konzentrisch auf einer vertikalen Achse angeordnet. Die Sohlelfen 33 und 34 umfassen Jeweils etwa 360°, wobei die Enden der Sohlelfen 33 und 34 durch ein Zwischenteil 35 miteinander verbunden sind.

Das Sägeblatt 10 wird eine Wegstrecke so entlangge· ss

führt, daß die Spitze 15 jedes Zahns 12 der Achse durch die Schleifen 33 und 34, die sich auch zwischen ihnen befindet, zugeführt und vorübergehend an dieser angeordnet ist. Die Schleifen 33 und 34 sollten auch einen Durchmesser aufweisen, der groß genug ist, so daß mindestens die äußere Hälfte jedes Zahns 12 sich vorübergehend innerhalb des Innendurchmessers der Schleifen 33 und 34 befindet, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Die Vorrichtung 30 ist so angeordnet, daß sie Impulse von 20 MHz oder mehr abgibt und sie wird bei etwa 6000 Volt betrieben, wodurch eine Induktionserhitzung einer Dauer von etwa 9 bis etwa 10 Millisekunden erzielt wird. Dadurch entstehen pulsierende Rechteckwellen von mehr als 10 Kilowatt pro cm² für die Induktionsimpulshärtung. Normalerweise benötigt ein vorgehärteter Stahl nur einen einzigen Impuls pro Zahn. Ein nichtvorgehärteter Stahl wird durch den ersten Impuls gehärtet und erhält dann durch den zweiten Impuls sein Feinkorngefüge.

Das Hochfrequenz-Magnetfeld der Drossel 31 bewirkt überraschenderweise eine Strukturänderung sowohl bei dem kohlenstoffimplantierten Titan als auch bei dem darunterliegenden Stahl des Z^hns 12. Wenn ein Impuls einer kurzen Dauer (1 bis 20 Millisekunden) einwirkt, wird nur eine verhältnismäßig dünne Stahlschicht einer Dicke von etwa 0,1 bis etwa 0,2 mm eriiitzt. Dieser Bereich wird auf eine Temperatur innerhalb des Austenitisierungsbereiches, nämlich auf eine Temperatur von etwa 1000 bis etwa 1200⁰C, er'iitzt und der erhitzte Bereich wird sofort durch die Wärmeleitung der großen, nichterhitzten Sägeblattfläche auf eine tiefe Temperatur schockartig abgekühlt. Auf diese Weise wird ein martensitisches Feingefüge mit feinen Körnern gebildet, die so fein sind, daß ihre Struktur durch optische Mikroskope nicht mehr aufgelöst werden kann. Diese umklammert die Titancarbidschicht, die sich sättigt, und hält sie fest und durch lonenimplantierung werden sie tief in den Stahl eingebettet. Die Härte des Überzugs 16 wird ebenfalls verbessert, obgleich er nichtmagnetisch ist.

Nach einem solchen Verfahren erhält man Zähne mit einem martensitischen Abschnitt, der eine Härte von 1000 bis 1350 HV und in einigen Fällen von mehr als 1400 HV »uf der Vickers-Skala aufweist. Der Überzug (Titancarbid) weist eine Härte von 3000 bis 4000 HV auf der Vickers-Skala auf. Bei Verwendung selbst unter korrosiven Bedingungen, beispielsweise zum Zerschneiden von Fleisch und Knochen, hält ein erfindungsgemäß hergestelltes Sägeblatt mindestens 8 bis 10 mal so Itng wie ein konventionelles Sägeblatt. Die letzte Stufe zur Herstellung eines Bandsägeblattes besteht darin, das Sägeblatt auf eine bestimmte Lange zuzuschneiden und die Enden miteinander zu verschweißen zur Herstellung einer kontinuierlichen Sohlelfe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

709629/423

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Schneidwerkzeuges, insbesondere Bandsägeblattes, aus martensitischem Stahl mit hoher Standzeit, dessen Schneidekante mit einer harten Metallverbindung Oberzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stahlkörper des Werkzeuges mit Argongas einer Ionenreinigung unterwirft, dann in seine Schneidekante Ionen eines <o hochschmelzenden Metalls implantiert, die implantierten Metallionen durch chemische Umsetzung in das entsprechende Metallcarbid, -nitrid oder -bond überführt und danach die auf diese Weise behandelte Schneidkante einer an sich bekannten Impulshärtung unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die implantierten Metallionen durch Umsetzung mit Kohlenstoff in das entsprechende Metallcarbid überführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schneidekante mit einem Überzug aus Wolframcarbid und/oder Titancarbid versieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stahlkörper mit einer Vickers-Härte von mehr als 1000 HV verwendet und diesen mit einem Überzug aus einer Metallverbindung mit einer Vickers-Härte von mehr als 3000 HV versieht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stahlkörper ein Sägeblatt mit einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Zähnen verwendet, deren Schneidekante der Spitze jedes Zahns benach- bart ist und bei dem sich der Überzug aus der harten Metallverbindung über die hintere und die vordere Kante jedes Zahns erstreckt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stahlkörper ein Sägeblatt verwendet, bei dem sich der Überzug aus der harten Metallverbindung von einer Position in der Mitte zwischen der Einschweifung und der Spitze jedes Zahns des Sägeblattes bis zu der Spitze selbst entlang sowohl der Schneidekante als auch entlang der hinteren Kante jedes Zahns erstreckt.