用于由鋼制造帶材、尤其用于制造具有改善的使用壽命的切割和切削工具的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于由鋼制造帶材、尤其用于制造 具有改善的使用壽命的切割和切削工具（Schneid-und Zerspanwerkzeugen)的方法。
[0002] 運(yùn)樣的切割和切削工具例如可W是在工業(yè)的或者私人的領(lǐng)域中使用的刀具刀口 或者銀片。
【背景技術(shù)】
[0003] 通常，針對于切割和切削工具使用由高碳的、馬氏體的鋼制成的板材，其突出之處 在于高的硬度和耐磨性。除了重量百分比為大約0.4直至1.25的相對高的碳含量外，為了進(jìn) 一步地提高硬度，常常給所述鋼添加銘，其中，銘作為碳化物形成劑(Karbi化ildner)起作 用。通常針對于該使用范圍、例如對于鋼1〇〇吐6,銘含量根據(jù)鋼鐵材料手冊重量百分比為 1.5。如果所述鋼額外地是不誘的，根據(jù)DE 11 2010 004 925 T5添加重量百分比為11至16 的銘含量。
[0004] 切割或者切削工具的硬度由調(diào)質(zhì)處理過程產(chǎn)生，其中所述工具被加熱到奧氏體化 溫度、澤火并且緊接著回火。除了提高的碳含量之外，合金元素銘引起臨界的冷卻速度的減 小W及硬度由于碳化物形成明顯提高。
[0005] 用于切割或者切削工具的鋼的典型的制造方法是鑄錠誘鑄和連續(xù)鑄造方法 (Blockguss- und Stranggiefienverfa虹en)。然而在鑄錠誘鑄中已知的粗大的碳化物析出 物化arbidausscheidungen)相比較于精細(xì)分散地析出的碳化物引起強(qiáng)度增強(qiáng)效應(yīng)降低，從 而要求更高的化份額。而后，更高的化含量然而此外又降低了缺口沖擊初性。
[0006] 此外通常已知的是，特別地明顯超過0.8%C的高含碳量的鋼W及具有形成碳化物 的合金元素（例如化和Mo W及不形成碳化物的元素Si在總量上超過1.5%)的高含碳量的鋼 傳統(tǒng)上作為板巧(Bramme)是不可靠的并且須無缺陷地借助于傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造技術(shù)產(chǎn)生。該 鋼牌號的失效風(fēng)險(xiǎn)過高。為此的原因是在直接在鑄造之后鑄巧(S化ang)彎曲W及彎回時(shí)材 料的延展性不足，運(yùn)會導(dǎo)致裂紋形成。運(yùn)原則上也適用于具有多于0.8%的高的碳質(zhì)量份額 的鋼牌號。
[0007] 為了制造切割工具，由DE 11 2010 004 925 T5已知:應(yīng)用通過在反向轉(zhuǎn)動的漉子 之間的豎直的帶材鑄造 (vertikales Bandgiefien)制造的并且接下來社制的鋼。所述豎直 的帶材鑄造相對于鑄錠誘鑄應(yīng)該具有W下優(yōu)點(diǎn)：在鋼硬化時(shí)形成的初級碳化物（P r i m a rkarbide)顯著小于在鑄錠誘鑄中形成的初級碳化物，使得在使刀具或者剌刀刀口 (Rasierklingen)鋒利過程中在刀刃處棱邊斷裂的危險(xiǎn)明顯地降低。借助于連續(xù)鑄造的運(yùn) 樣的鋼的制造也是已知的。被鑄造的帶材接下來被熱社制、退火(geg化ht)并且而后被冷社 制到要求的最終厚度。
[000引在用于制造切割或者切削工具的鋼帶的已知的制造方法中的缺點(diǎn)為：在鑄錠誘 鑄、連續(xù)鑄造 W及在豎直的帶材鑄造時(shí)，殘余硬化(Resterstarrung)與硬化相關(guān)地正好在 W后的刀刃的區(qū)域的中部進(jìn)行。問題在于：用于工業(yè)和家務(wù)的刀口大多具有對稱的形狀并 且用于切割的區(qū)域因此位于核屯、區(qū)域化ernbereich)中即位于由此制造的鋼帶的中部中。
[0009] 研究得出：通常在該區(qū)域中在硬化期間，不僅增多地出現(xiàn)收縮空腔（縮孔 (Lunker)),而且也出現(xiàn)具有大的析出物(硫化物、碳化物）的粗大的硬化組織。
[0010] 此外，所述研究證明了在該制造方法中的烙化分離區(qū)域（Seigerungsbereichen) W及還有析出物的帶狀的布置的存在，其在靜態(tài)的牽引載荷/剪切載荷和周期載荷(如其也 在刀口和銀棱邊中出現(xiàn))的作用下會是裂縫的開始點(diǎn)。
[0011] 由于所述殘余硬化區(qū)域的中部的布置和與此關(guān)聯(lián)的由于斷裂、裂縫和類似情況提 早出現(xiàn)的磨損，所述工具的使用壽命降低并且要求伴隨著相應(yīng)的成本耗費(fèi)的提早更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 因此，本發(fā)明的任務(wù)為，說明用于由鋼制造帶材的方法、尤其是用于制造切割和切 削工具的方法，該方法避免了已知的方法的缺點(diǎn)并且在制造鋼帶時(shí)如下地影響硬化組織， 使得相比較于已知的方法實(shí)現(xiàn)由其制造的切割和切削工具的明顯的使用壽命提高。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，提供用于制造帶材的方法，其中由能夠硬化的鋼的烙液W鑄 造方法產(chǎn)生預(yù)制帶材(Vorband)并且接下來所述預(yù)制帶材被社制成熱社帶材(Warmband)并 且在需要的情況下接下來經(jīng)受退火過程和冷社制過程，所述方法特征在于，所述預(yù)制帶材 在水平的帶材鑄造設(shè)備中制造，其中，所述烙液從進(jìn)入容器(Zulaufge拍fi)中給出到通過兩 個(gè)導(dǎo)向漉(Umlenkrol Ien)環(huán)繞的冷卻的輸送帶上并且流動平靜地W及無彎曲地被誘鑄成 在6與40mm之間的范圍內(nèi)的預(yù)制帶材，接下來被社制成具有至少50%的變形程度的熱社帶 材，并且其中，在所述預(yù)制帶材關(guān)于預(yù)制帶材的殘余硬化的偏屯、的位置的上側(cè)面和下側(cè)面 處的冷卻速度不同地來調(diào)節(jié)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的水平的帶材鑄造方法對于產(chǎn)生用于制造切割或者切削工具的帶材 來說不是通常的并且相比于至今已知的用于鋼帶（由其制造切割工具）的制造方法具有W 下優(yōu)點(diǎn)：一方面鑄造的帶材的殘余硬化的線不再位于帶材平面的中部，而是偏屯、地，使得用 于刀刃的區(qū)域位于所述殘余硬化外并且由此避免已知的方法中的位于中部的硬化區(qū)域的 所述缺點(diǎn)。由此，切割工具的使用壽命和切削耐久性（Schnitthaltigkeit)得到明顯地改 善。
[0015] 同時(shí)，帶材在水平的帶材鑄造時(shí)能夠達(dá)到的高的冷卻速度引起:析出物、例如碳化 物非常精細(xì)W及均勻地分布，運(yùn)有利地影響切割或者切削工具的切割耐久性 (Schne i化a 11 i泌e i t)和疲勞強(qiáng)度。必要時(shí)，由此也能夠減少碳化物形成劑、如銘的份額，運(yùn) 有利地影響制造成本。
[0016] 通過更精細(xì)的組織和精細(xì)分布的析出物，必要時(shí)強(qiáng)度能夠顯著地提升，使得相對 于鑄錠誘鑄方法能夠節(jié)省了合金元素如銘、鋼等并且關(guān)于連續(xù)鑄造方面能夠明顯減少由裂 縫形成引起的失效風(fēng)險(xiǎn)。
[0017] 在熱社制所述預(yù)制帶材時(shí)，要求至少50%的變形程度，用W產(chǎn)生盡可能精細(xì)顆粒 的、均勻的組織。根據(jù)待產(chǎn)生的熱社帶材厚度和合金組成，所述變形程度也能夠?yàn)槎嘤?0%。
[0018] 因此，根據(jù)本發(fā)明的方法也尤其適合于產(chǎn)生用于切割工具的能夠硬化的鋼牌號， 其具有超過0.8%的碳含量，尤其與形成碳化物的合金元素(例如銘和鋼W及不形成碳化物 的元素娃在總量上超過1.5%)組合地不能夠無缺陷地連續(xù)鑄造為板巧。
[0019] 此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中有利的是:所述預(yù)制帶材的殘余硬化的平面的位置 能夠通過在預(yù)制帶材的上側(cè)面和下側(cè)面處的不同的冷卻條件容易地控制，其中，帶材側(cè)面 中的一個(gè)例如借助于水加速地被冷卻并且?guī)Р膫?cè)面中的另一個(gè)例如在靜止的空氣處被冷 卻。所述預(yù)制帶材的下側(cè)面例如能夠間接地通過輸送帶(也稱為化Sterband)的下側(cè)面的強(qiáng) 烈的水冷卻來達(dá)到，而所述預(yù)制帶材的上側(cè)面在空氣處被冷卻。
[0020] 利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的熱社帶材W根據(jù)W下的圖表1的不同的合金組成進(jìn) 行研究。
[0021] 圖表1a 125化1的合金組成
圖表化根據(jù)鋼鐵材料手冊200的100化6的合金組成
圖表1c貝氏體鋼的合金組成_
圖表1a示出了具有重量百分比為1.25的C成分和重量百分比為0.35的Cr成分的鋼 125化1。
[0022] 在圖表1b中，尤其地，鋼具有重量百分比為1.5的更高的份額的銘，相反，圖表1c中 的鋼具有相比于其它的鋼明顯提高的重量百分比為2.7的Si份額。
[0023] 在所有的合金變型方案中，能夠產(chǎn)生非常精細(xì)顆粒的均勻的組織，其中，所述殘余 硬化在帶材平面中的位置會有目的地被調(diào)節(jié)到所述帶材中部外，即W后的刀刃的位置外。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的方法具有用于預(yù)制帶材的上側(cè)面和下側(cè)面不同的冷卻策略，其中， 所述上側(cè)面和下側(cè)面不同地得到冷卻。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述預(yù)制帶材的下側(cè)面通過 水冷的輸送帶(也稱為化Sterband)加速地冷卻，而帶材上側(cè)面在保護(hù)氣體氛圍的條件下較 慢地冷卻。此后，殘余硬化的區(qū)域從"幾何的中部"向上移動并且位于大約所述帶材上側(cè)面 的1