采用淬回火钢背材的双金属带锯条正在锯切
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用于双金属孔锯和带锯的调质钢制背材

在工业制造和DIY市场,双金属带锯和孔锯被用于在钢、铜、黄铜、铝和类似材料上进行切割或钻孔。这些重型锯的基体被称为背材。在威尔斯,背材由特殊的合金调质钢制成,并具有稳定的性能。在本文中,我们的材料专家将为大家揭示:哪些材料特性得到了精确调整,并同时确保了高度的稳定性;以及为何它们在高性能双金属锯条的制造中发挥了重要作用。

顾名思义,双金属锯条由两种金属组成:由合金调质钢制成的背材和由高性能高速钢(HSS) 制成的锯齿。将这两种材料焊接在一起,便可制造出承受高负载的锯带。

双金属带锯和孔锯在切割极其坚硬的材料(如钢)和有色金属以及难以切割的复合材料时,必须承受极高负载。在这些场景下,最重要的两大因素是干净的切口和锯带的耐用性。为了实现这两个目标,威尔斯在锯的制造过程中使用了由合金调质钢制成的背材,具有精细调整的性能。用于制造背材的冷轧带钢的质量对于锯片的生产起着至关重要的作用。

威尔斯双金属带锯和孔锯背材的优势

凭借数十年的背材开发经验,威尔斯根据客户要求和后续锯切应用,对材料的冶金性能和几何形状进行了优化调整。

正如威尔斯北美公司首席执行官兼工厂锯带钢项目经理André Sereno所指出:“锯带钢是一种高要求材料,因为在其生产过程中,需要考虑与其后续加工和特性相关的大量参数。”为满足这些特殊的参数要求,威尔斯优化了其用于双金属锯条的合金调质钢,包括:

  • 最严格公差范围内的定制化拉伸强度值
  • 出色的焊接性
  • 完美的直线度,没有任何弯曲的带材
  • 贴合客户具体要求的边缘精确化处理
  • 高延展性和零翘曲
  • 整个带材长度上高度均一的材料特性
  • 多种不同的分析方法

以高度的稳定性充分满足如此复杂要求是威尔斯的主要专业领域之一。这些高要求锯切应用中的高性能冷轧带钢由公司位于全球各地的工厂制造,并供应给全球范围内的客户。此外,威尔斯南美专门从事切割边缘的削边工作。      

锯带的双金属生产:特殊的材料分析,实现出色的焊接性

在双金属带锯和孔锯的制造过程中,威尔斯使用合金调质钢。这些合金钢在成分上经过专门开发,含有铬、镍和钼元素,并通过定制的冷轧和退火工艺加工而成。基于此,锯带钢具有高抗拉强度——同时具备极强的延展性并满足零翘曲要求。

“我们根据客户的具体要求定制材料。在此过程中,我们会考虑到材料的后续性能以及在客户生产过程中的表现。” 德国哈根威尔斯销售部门的锯切应用专家Thomas Wittmers解释道。

在锯片生产过程中,公司还专门选择了背材的冶金成分,使材料在后续的连接操作中具备高度的可焊接性。正如Wittmers 所解释:“我们能够将材料特性保持在最严格的公差范围内,即使在许多交付批次中也是如此,因此我们客户在加工过程中(例如锯齿的焊接)能够保证一致的生产条件。”

精确的边缘和完美的直线度,完成理想的锯带生产

除了出色的可焊接性外,还需要有完美的边缘来实现锯齿的连接。基于此,这些材料在威尔斯南美根据客户需求以单独工序进行削边。这使得公司生产出高精度的直角边缘,具有清晰的轮廓(参见图1)。经过边缘处理的带钢使客户能够最佳地以所需的精确角度和完美的直线将锯齿焊接到纵向焊缝上。

但是正如来自巴西材料技术的Thomas Frank所指出的,重要的不仅仅是结合边缘:“双金属带锯背材后边缘也在我们的工厂加工成了合适的角度,不过在此例中后来又被修圆了。”这样做的好处在于能够形成一条无裂纹、光滑的边缘,并阻止裂纹生成。这样可以大幅增加锯条的耐用性和安全性,并确保带锯导向良好。

威尔斯材料的另一个显著特点是其完美的带形——零弯曲,零翘曲。“直线度不仅关乎锯齿的准确定位,还决定了锯条在实际使用时能否按完美直线移动。总而言之,这意味着我们的背材确保锯条拥有极高的切割精度、最佳的耐用性和长使用寿命,”Frank总结道。

双金属带锯条结构示意图

图1:双金属锯带的结构示意图  

Waelzholz南美用于生产双金属带锯的背材的一边修成精准的直角边缘且表面光滑。由高速钢(HSS)制成的锯齿焊接在此表面上。基材的背边缘修圆,以增加锯条的安全性和耐用性。

01  具有光滑表面的直角边缘
02  修圆边缘(背边缘)
03  焊接锯齿

加工成双金属孔锯:高轧后强度下仍能保持优秀的弯曲性能

在双金属孔锯制造过程中,锯齿首先被焊接到威尔斯的合金调质钢上。然后锯条被卷成管状,首尾焊接(见图2)。“为了获得这种卷曲操作所需的优秀弯曲能力,威尔斯专门定制了金属的属性,使其拥有均匀的高延展性。”André Sereno解释道。虽然该材料从特定的轧制过程中获得了高拉伸强度,这种延展性仍能确保材料可均匀弯曲,不会撕裂。

图2:最终焊接流程前的双金属孔锯

要制造一把双金属孔锯,威尔斯的背材和焊接其上的锯齿被成型为管道形状,然后首尾焊接。这种操作要求材料必须变形均匀、无撕裂。

最终焊接前的双金属孔锯 3D 图

高度一致的属性和全球范围内广泛的材料选项

钢锯制造商通常要求双金属带锯和孔锯背材的厚度1-2 mm,宽度19-80 mm,削边。对于切割边缘的背材,生产的材料宽度可达600 mm左右。威尔斯准确地按照客户规格制造背材,保障多批次严格遵守约定的质量标准。“材料的稳定性,甚至大批量下的稳定性,对于我们客户很重要。稳定的高质量和均一的材料属性能够防止在作业过程中出现问题。这意味着我们的客户可以获得优质的材料,从而保障可靠和低成本的生产,也有助于最终产品实现最佳的切割表现和耐用性,”Thomas Wittmers表示。

除了双金属锯条合金调质钢高度一致的属性,全球客户还能从广泛的材质选择中获益。“我们为客户提供各类分析,以便他们能够为材料的进一步加工和最终应用选择尽可能好的化学成分。”Wittmers解释道。

与威尔斯系列产品的许多其他材料类似,用于双金属锯条的特制带钢是一项多地点工程,涉及多个地点的材料和销售专家。得益于内部的专业知识交流、各种材料供应渠道和在机器设备上的投资,威尔斯可以从容应对全球市场的多样化要求。在此背景下,集团的网络让威尔斯能够在各地满足客户的需求

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