复合实用刀片以及制造这种刀片的方法技术

一种复合实用刀片以及制造这种刀片的方法，该方法涉及将高速钢或者工具钢对接到合金钢背衬条的前边缘上。该钢丝限定了基本上与所述刀片的切割边缘的截面形状相应的预定截面形状。将该钢丝用电子束焊接到背衬条上以形成复合条，该复合条限定了由合金钢背衬条形成的第一金属部分、由高速钢丝或者工具钢丝形成的第二金属部分以及连接该第一和第二金属部分的焊接区。然后对复合条进行退火，对经过退火的复合条进行拉直以消除其上的任意弯曲。然后，硬化该退火的复合条以致所述第一金属部分限定第一表面硬度并且第二金属部分限定比所述第一表面硬度大的第二表面硬度。然后对经过硬化的条进行回火和淬火的循环，并且在第二金属表面上形成切割面以形成直的、工具钢切割边缘。然后对该复合条轴向间隔的进行划线以形成多个划线，并且所述的多个划线在它们之间限定了多个刀片部分。可以用ＡｌＴｉＮ、ＴｉＮ或者ＡｌＴｉＮ的内部涂层和ＴｉＮ的外部涂层对所述切割边缘进行涂覆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种实用刀片，更特别地涉及一种复合实用刀片，其中刀片的外切割边缘由非常耐磨的合金制成，并且刀片的后背部分由选定韧性的合金(例如弹簧钢)制成。本专利技术还涉及制造这种复合实用刀片的方法。
技术介绍
通用的实用刀片由碳钢制成并且限定了背边缘、设置在相对于背边缘的刀片的相对侧的切割边缘、以及设置在刀片的彼此相关的相对侧并且在刀片的背边缘和切割边缘之间延伸的两个侧边缘。一对槽口典型地形成在刀片的背边缘中以嵌入刀架内的定位器。典型地，刀片的背边缘、切割边缘和侧边缘限定了一近似梯形的外周结构。然而，除了梯形之外，例如矩形或者钩形刀片的多种形状的先有技术的实用刀片已经在商业上使用了很多年。此外，先有技术实用刀片已经具备突然折断的结构，其中单个刀片包括轴向间隔开的划线以及可分离的刀片或者在划线之间的刀片段。通用的实用刀片是这样制成的，通过提供碳素钢条、使该钢条通过冲床以在该钢条上轴向间隔地打出槽口、然后在其上冲压商标、厂标或者其它的标识。然后，对该钢条进行划线以形成多条轴向间隔的划线，其中每条划线都对应于相应刀片的侧边缘，并且优选的为该经划线的钢条折断为多个刀片限定了折断线。接着，再次将经过冲孔和划线的钢条卷绕成卷材，对该卷材进行硬化和回火。这种硬化和回火操作可以在“坑类(pit-type)”真空炉中执行，其中该卷材在该真空炉中重复地得到加热和冷却。可选择地，可“直列式”执行这种硬化和回火操作，其中该钢条是从该卷材中拆卷出的，并且顺序地驱动钢条通过一系列加热炉和淬火站来硬化和回火。典型地，对碳素钢条进行热处理以使得钢条的表面硬度为大约58洛氏“c”级硬度(“Rc”)，因此限定了较硬和较脆的结构。然后按照传统方式，对经过热处理的钢条进行粗磨、细磨和刀磨以形成沿着该钢条一侧的用于限定直线切割边缘的切割面。然后，在每个划线处折断钢条以沿着划线分离钢条，并且因此由钢条形成多个梯形或者其它形状的实用刀片。因为整个钢条较硬和较脆(大约58Rc)，因此该钢条容易在每条划线处分离以因此在每个刀片的侧面形成光洁的边缘。有关这种传统实用刀片的一个缺点为每个刀片由单独一种材料形成，典型地为碳素钢条，并且对碳素钢条进行热处理至较硬和较脆的状态，典型地为大约58Rc。因此，虽然这种钢条限定了一种相对较硬、耐磨的切割边缘，但是整个刀片还是相对脆的，以致在实用时导致过早的发生折断和破裂。此外，这种传统实用刀片的切割边缘常常不像所希望的那样耐磨。然而，由于整个刀片是由同一种材料制成，硬度上以及因此该切割边缘的耐磨性的任意增加都将导致该刀片在实际使用中过脆。结果，这种传统实用刀片既无法实现在切割边缘处具有理想的耐磨性，又无法整体坚韧性以阻止在实用期间碎裂或者过早断裂。这种传统实用刀片的另一个缺点是通常采用的碳素钢条使得这种刀片比较容易被腐蚀，从而需要预先处理该刀片和/或涂覆该刀片以防止这种过早腐蚀，而涂覆该刀片是昂贵的。某种先有技术专利教导了复合实用刀片，这种刀片限定了夹层结构、层叠结构或者涂层结构。例如Walker的美国专利4,896,424显示了具有复合刀片的实用刀，该刀片通过由钛制成的主体部分16、由高碳不锈钢制成的切割边缘部分18形成，并且通过燕尾接合25来连接该主体部分。美国专利3,279,283、2,093,874、3,681,846和6,105,261通常涉及这样一种切割边缘的层叠刀或刀片，这种层叠刀或者刀片的切割边缘由高碳钢或其它较硬材料制成的芯层和由较软材料制成的一个或多个外层所组成。类似的，美国专利3,911,579、5,142,785和5,940,975涉及这样一种刀或刀片，该刀或刀片通过将一种较硬的碳涂层(或金刚石类涂层(“DLC”))涂覆到钢基片上而形成。另外，美国专利5,317,938和5,842,387涉及这样一种刀或刀片，该刀或刀片通过蚀刻硅基片制成。关于这些层叠、夹层和/或涂层结构的缺点之一是它们制造成本较高，因而还没有在实用刀片领域实现广泛的商业应用或认可。与实用刀片领域完全不同，双金属带锯条已经应用于锯机业多年。例如美国再发行专利26,676展示了一种制造双金属带锯条的方法，其中，通过粗磨和去脂对钢背衬条和高速钢丝进行预处理，然后利用电子束焊接将该钢丝焊接到背衬条上。接着，矫直复合带材并对该复合带材进行退火。然后修整经退火带材的侧面，并利用磨铣在复合材料的高速钢边缘内形成带锯条的齿。接着，组装该齿，并对所得到的锯条进行热处理。先有技术中已知有大量方法用于对这种带锯条进行热处理。例如国际公开专利申请WO98/38346表示了对复合带锯条进行直列式硬化和回火的装置及方法，其中，将刀片卷绕在辊上，并驱动该刀片重复性地通过同一回火炉和淬火区。然后清洁并包装该经过热处理的复合带锯条。尽管在过去的30多年里，这种双金属带锯条在带锯条业已经实现了广泛的商业应用和认可，但在先有技术中还没有任意教导或者使用认为可如双金属带锯条这样，制造具有双金属构造或其它复合构造的实用刀片。另外，大量障碍阻挠了将这种带锯条技术应用于实用刀片的制造。例如，如上所述，传统实用刀片是通过在碳素钢条上形成划线、然后沿着该划线折断钢条以将该钢条分离为梯形或者其它形状的刀片而制成的。然而，例如用于制造双金属带锯条所采用的背衬较坚韧且类似于弹簧，因而与传统碳素钢条实用刀片相比其是很难进行划线和折断的。此外，应用到传统实用刀片上的热处理不能用于热处理双金属或者其它复合实用刀片的。用于制造耐磨切割边缘的高速钢或者工具钢，例如先有技术带锯条的耐磨切割边缘与例如制造传统实用刀片中使用的碳素钢条相比是相对昂贵的。此外，涉及形成由高速钢和工具钢制成的耐磨切割边缘的粗磨和细磨能够产生这些昂贵材料的大量的碎屑和/或废物。因此，本专利技术的一个目的是克服上述现有实用刀片和/或制造这种刀片的方法的一个或多个缺点和缺陷，并且提供一种双金属或者其它复合实用刀片以及制造这种实用刀片的方法，这种刀片限定了相对较硬、耐磨的切割边缘以及相对较坚韧、类似弹簧的衬背。
技术实现思路
本专利技术旨在一种复合实用刀片，该刀片包括背边缘、位于刀片的与该背边缘相对侧上的切割边缘、以及彼此位于刀片相反侧上且在背边缘和切割边缘之间延伸的两个侧边缘。在本专利技术的一个实施例中，刀片的背边缘、切割边缘和侧边缘限定了一种近似梯形的外周构造。然而，本专利技术的刀片可以具有很多不同的形状和构造，包括矩形、钩形和折断的刀片。本专利技术的这种复合实用刀片进一步限定了第一和第二金属部分分，其中该第一金属部分分在背边缘和第二金属部分分之间延伸，并且进一步从接近的一个侧边缘延伸到刀片的另一个侧边缘。该第一金属部分分由热处理为第一硬度的合金钢形成，该第一硬度最好在大约38Rc至大约52Rc的范围之内。该第二金属部分分限定了切割边缘，并且从接近的一个侧边缘延伸到另一个侧边缘，该第二金属部分分由热处理为第二硬度的高速钢或者工具钢形成，该第二硬度大于该第一硬度，并且该第二硬度最好在大约60Rc至大约75Rc的范围内。刀片的焊接区连接该第一和第二金属部分分，并且从接近的刀片的一个侧边缘延伸到刀片的另一个侧边缘。本专利技术的另一个方面旨在一种用于制造复合实用刀片的方法。根据本专利技术的一个方面，该方法包括步骤提供由高速钢或者工具钢形成的细长钢丝、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造复合实用刀片的方法，其中该刀片包括形成背衬的第一金属部分、形成切割边缘并且限定第一预定截面形状的第二金属部分、以及连接所述第一和第二金属部分的焊接区，该方法包括步骤：提供由钢形成的细长的背衬条，其中该细长的背衬条包括第一侧、 第二侧以及在第一和第二侧之间延伸的相对边缘；提供由耐磨钢形成的细长钢丝并且限定基本上与刀片的第二金属部分的第一预定截面形状相应的第二预定截面形状；将该钢丝放置成与背衬条的边缘相接触；将热能应用到钢丝和背衬条之间以将钢 丝焊接到背衬条上，并且依次形成复合条，该复合条限定了由钢背衬条形成的第一金属部分、由基本上具有第二预定截面形状的耐磨钢形成的第二金属部分，以及连接第一和第二金属部分的焊接区；热处理该复合条；以及在第二金属部分上形成至少一个切 割面，并且依次在复合条上形成耐磨钢切割边缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉B科布，布赖恩K道格拉斯，达雅南达苏卡哈尔，加里F斯科特，
申请(专利权)人：欧文工业用具公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]