我國雙金屬帶鋸條的研制成功，填補了我國金屬雙金屬帶鋸條行業(yè)的空白，對雙金屬帶鋸條下料工序的增效、降耗、節(jié)材發(fā)揮了重要作用。本文針對雙金屬鋸條的工藝環(huán)境及其影響因素，試圖找出提高雙金屬鋸條壽命的技術措施。
    自雙金屬帶鋸條誕生以來，雙金屬帶鋸條因其自身特有的優(yōu)勢，逐步取代了其他切割工具，成為金屬切割行業(yè)的主流工具。同時隨著國民經濟的快速發(fā)展以及國家基礎工業(yè)對金屬切割需求的不斷增加，我國雙金屬帶鋸條未來的市場發(fā)展空間將越來越廣闊。
    雙金屬鋸條工藝研究
    近年來，隨著鋸切下料向高效、鋸切高硬度材料、長壽命、低成本以及自動化方向發(fā)展，不僅要求雙金屬帶鋸條刃部有更高的耐磨性和紅硬性，同時背部材料應有更高的強度與良好的抗疲勞性能與之匹配。M42鋼是美國新型的超硬高速鋼，具有較高的切削性能，常用來作鋸條齒部；Rm80鋼以其高的強度與良好的抗疲勞性能，是國內雙金屬帶鋸條一種新的基體材料。
    2.1.普通工藝
    雙金屬鋸條齒部采用W6Mo5Cr4V2高速鋼，背部采用50CrMnV鋼。將兩種材料用電子束焊接成一體即成雙金屬鋼鋸條，是目前鋸條生產的一次革命，解決了碳鋼鋸條不耐磨，高速鋼鋸條容易扭曲、彎曲折斷的問題。在使用過程中，切削鋒利、耐磨，而且扭曲、彎曲時不會折斷，大大提高了鋸條的使用壽命。
    雙金屬鋼鋸條熱處理工藝的關鍵在于如何克服鋸條淬火時引起的弓形彎、鋸齒脫落、鋸條的平面彎曲以及鋸條在高溫加熱時的氧化問題。
    2.2. 熱處理新工藝
    雙金屬鋸條是兩種不同金屬材料的復合體，在熱處理時組織轉變不同步，形成較大的組織應力，導致鋸條的形狀和位置公差不合格，如刀狀彎，側面不平度等超出JB2583-79機用鋸條標準，成為熱處理的難點。
    設計雙金屬鋸條的熱處理工藝，重點是解決淬火畸變，保證硬度和耐磨性。因為機用鋸條是裝在鋸床上鋸切鋼材用的，在工作時受到多種載荷作用，容易畸變和折斷。在往復鋸切運動中，鋸齒在被切割金屬之間摩擦生熱，鋸齒硬度降低，磨損加劇。因此，機用鋸條應具有一定的熱硬性和足夠的強度和韌性。
    預熱。機用雙金屬鋸條齒部為高速鋼，含大量合金元素，導熱性差，其導熱系數為碳鋼的一半，而且塑性差。如果把冷鋸條直接放進高溫爐，會導致較大的內應力使鋸條畸變加劇。高速鋼的中溫預熱選在Ac1附近，為820~850℃。預熱時鋼中的索氏體轉化為奧氏體，是在較低的溫度下預先發(fā)生的，減小了最后高溫加熱時的相變應力。
    加熱。高速鋼中的W、Mo、Cr、V等合金元素，通過加熱溶解到固溶體中改善鋼的性能。合金元素溶解量的多少決定于奧氏體化溫度的高低。加熱溫度高于Ac1點時碳化物逐漸溶解，細小碳化物先溶解，較大碳化物后溶，角狀碳化物難溶。不同的合金碳化物溶解速度也不相同。含Cr的M23C6型碳化物最易溶解，溫度高于900℃時急速減少，到達1100℃時幾乎完全溶于固溶體中；含W、Mo的M6C型碳化物在低溫下溶解很少，在溫度高于1160℃時，M6C的溶解量開始增大；含V的MC型碳化物在低溫下則完全不溶，在1200℃時才能微量溶解，以后隨溫度的升高溶解速度逐漸增加。對于W6Mo5Cr4V2鋼的正常淬火溫度為(1200~1240)℃，淬火鋼中可保留5%~8%(體積%)的M6C、1%左右的MC和完全溶解的M23C6。在保證鋸條刃部優(yōu)良力學、物理性能的前提下，考慮減小鋸條畸變，應選用偏低的溫度范圍，即(1210~1220)℃。
    分級。工件在較高溫度下分級冷卻可以減少熱應力，減小畸變。在600℃分級淬火的刀具切削壽命最長，隨著分級溫度的提高刀具壽命逐漸降低。機用雙金屬鋸條分級溫度在(580~620)℃范圍，分級時間在20min以內為宜。時間過長可能析出細小碳化物導致硬度降低。

    等溫。奧氏體過冷到貝氏體轉變區(qū)時，在奧氏體晶界上產生的針狀貝氏體組織比含碳量相同的馬氏體組織更細、韌性更好。能減少工件的畸變，提高強度，獲得較好的綜合力學性能。工件等溫時消除了內外溫差，減小了繼續(xù)冷卻時的應力。過冷奧氏體轉變?yōu)橄仑愂象w比轉變成馬氏體時比容小，組織應力小。工件在等溫停留時，奧氏體發(fā)生陳化穩(wěn)定，在隨后的冷卻過程中殘留奧氏體轉變成馬氏體的數量減少。工件的內應力大大降低，畸變量大為減小。為解決機用雙金屬鋸條淬火畸變問題，采用鹽浴(240~280)℃等溫淬火。采用Ms點以上(240~280)℃×(0.5~2)h的分級等溫淬火方法，鋸條的金相組織為馬氏體、下貝氏體、殘留奧氏體和未溶碳化物。由于奧氏體在等溫時，先形成的下貝氏體組織均勻地分割了奧氏體晶粒，由此細化了奧氏體，使鋼的強度得到提高，鋸條的抗彎性能改善。
    回火。機用雙金屬鋸條進行貝氏體等溫淬火后，組織中含有大量的殘留奧氏體、未溶碳化物、針狀貝氏體和正方馬氏體。在560℃回火時，合金元素可以充分擴散并重新組合，形成特殊的合金碳化物彌散分布于α相(回火貝氏體和馬氏體)基體上，使鋸條的硬度和強度升高，產生彌散硬化效應。其原因是由于在位錯處出現了析出物，阻礙位錯活動的結果。若溫度再升高彌散析出的碳化物顆粒尺寸漲大，數量減少并發(fā)生聚集。同時位錯活動增大導致硬度降低。因此，機用雙金屬鋸條的回火選用550~570℃。該溫度與硫氮碳共滲溫度相同，為了減小鋸齒和鋸背耐磨性的差異，采用兩次回火和一次硫氮碳共滲(LT處理)。(550~570)℃×(0.5~1)h的硫氮碳鹽浴共滲處理，起到了第三次回火作用，可以消除鋸條齒刃高速鋼二次硬化時的應力，代替一次回火，也能改善背部耐磨性能差的情況，確保鋸條質量。
    影響因素分析
    經過長期觀察研究，結合多年的操作經驗，目前，發(fā)現造成帶鋸條使用壽命縮短的主要原因有以下幾點:
    操作工藝方面：尤其是鋸條磨合方面，沒有嚴格按規(guī)程進行操作，磨合時間和力度都不夠。
    階段特性利用方面：沒有利用鋸條不同階段的特性，合理分配鋸割時段，鋸條的功能沒有最大限度的發(fā)揮。不同的材料鋸割速度雷同，試樣料及其他淬火材料鋸割方法不合理。
    鋸條選擇方面：齒形選擇不匹配，大規(guī)格料徑選擇了密度小的齒形，造成鋸屑排出不暢，高溫燒傷鋸齒，反之，則因齒形過大損傷齒尖，大大縮短了鋸條的使用壽命。
    設備調整方面：油泵壓力過高、過低等因素，都會因其傳遞到輪盤上的壓力不穩(wěn)而造成鋸條斷裂；導向塊調整不當，使鋸條各個方向受力不均，鋸割過程中會造成鋸斜，使帶鋸條報廢。
    設備狀況：夾具磨損嚴重時，會因原材料的加持不穩(wěn)而傷及鋸齒。同時，舉升油缸的穩(wěn)定性差，下落速度不穩(wěn)，更直接影響到鋸條的壽命。
    操作人員方面：操作不符合規(guī)范，速度偏快，操作人員不熟練及看管不到位也是一個重要原因。
    可以采取的措施
    通過以上分析，影響帶鋸條使用壽命的原因已經清楚，要達到延長帶鋸條使用壽命的目的，主要從以下幾方面做起。
    嚴格按照規(guī)程進行磨合是前提。因為雙金屬帶鋸條的齒尖為硬度很高的M42，新鋸條的齒尖經過淬火后極易損傷，必須經過嚴格的磨合才能正常使用，因此必須嚴格按規(guī)程操作，鋸條轉速調整到60-70轉/分鐘，壓力調整到1.5-1.8Mpa ,下降速度調整到1.0-1.2 cm/分鐘，時間掌握在2-3個小時。經過以上方法的正確磨合，使帶鋸條的合金切削刃變得圓滑鋒利，不易斷裂和損傷，鋸屑大小適中，利于排出，從而提高了帶鋸條的使用壽命。
    根據原材料直徑選擇合適的齒形。帶鋸條的齒形通常有：2-3、3-4、4-6、5-8、8-12、1.5T-1.9T、1.1T-14T七種，目前錨鏈制造行業(yè)常用的有：2-3、3-4、4-6三種，直徑30以下的圓鋼應選擇4-6的，30以上的選擇3-4的。方剛及其他型材應選擇齒形密度更大的齒形。只有正確選擇齒形才能發(fā)揮出其特性，提高帶鋸條使用壽命。
    加強設備管理。帶鋸條在使用過程中必須勻速運轉，特別是齒尖受力以后，必須勻速下降，如設備存在故障，運轉和下降速度不穩(wěn)，極易造成帶鋸條損傷，因此，必須加強設備維護管理，使其運轉良好，才能提高帶鋸條使用壽命。
    加強操作人員的培訓，減少人為損傷。通過培訓，使其充分了解帶鋸條及鋸床設備的特性后，再進行操作，通過技術比武等活動不斷提高操作水平，減少人為損傷，提高帶鋸條使用壽命。通過統(tǒng)計，實際操作有以下經驗可以借鑒：
    4.1.切割高Gr、鈦合金材料毛坯時（材料表層為合金氧化物），采用機械方法，去除入刀部位氧化層（寬度50mm即可）。
    4.2.切割大截面材料，因機床剛性問題產生的震動，可以將鋸架抬起1-2mm后，再攻進切割的方法消震。
    4.3.砂鑄表面，必須做清砂處理；避免焊鎦、鑄造夾皮、鑄造加渣處入刀。
    4.4.針對鍛打、熱軋、電渣后未熱時效的大截面材料的內應力，在入刀深度100mm后，用菜刀狀鋼片（刀刃夾角小于7°）楔入鋸口，以保持鋸縫寬度，防患夾鋸造成的機械阻力和斷帶風險。

   雙金屬帶鋸條是靠張緊于帶鋸床兩個主、從動輪上，作扭轉45°～90°的環(huán)行運動。雙金屬帶鋸條在鋸切過程中，受到周期性的拉應力、間斷沖擊力、彎曲應力及扭轉力等共同作用?？梢钥闯?，影響帶鋸條壽命的因素很多，但通過控制基本都能消除，在今后的帶鋸條使用過程中按以上方法進行操作，通過提高帶鋸條使用壽命，降低鋸割成本來增加市場競爭力是一個很好的途徑。
 

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文章名稱：《提高雙金屬鋸條壽命的技術措施》

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