制造圆盘刀片的方法、圆盘刀片及其制造中辅助材料的应用.pdf

本发明涉及一种制造切割刀片的方法，所述切割刀片(T)特别用作一个旋转刀片，例如造纸机中的切刀，并且所述切割刀片(T)是用具有切削表面(2)的刀片预型件(1)制造而成。所述刀片预型件(1)包括框架部分(1′)，所述框架部分(1′)由基础材料制成且在所述框架部分(1′)中附着表面(3)必不可少地存在于所制造的切割刀片的切削区域，所述附着表面(3)至少被加工成形成所述切削表面的耐磨材料层(4)，该层由熔合钨或铬(Wmin.或Crmin.＝4％)及钒(Vmin.＝10％)的钢(Cmin.＝2.5％)组成。本发明还涉及一种根据所述方法制成的切割刀片，及其制造过程中辅助材料的应用。

1、  一种制造圆盘刀片的方法，所述圆盘刀片(T)特别用作一个旋转刀片，例如造纸机中的切刀，并且所述圆盘刀片(T)是用具有切削表面(2)的刀片预型件(1)制造而成，其特征在于：所述刀片预型件(1)包括框架部分(1′)，所述框架部分(1′)由基础材料制成且在所述框架部分(1′)中附着表面(3)必不可少地存在于所制造的圆盘刀片的切削区域，所述附着表面(3)由线(4b)加工而成，所述线(4b)以固态形式存在，且至少是由熔合钨或者铬(W_min.或Cr_min.＝4％)及钒(V_min.＝10％)的钢(C_min.＝2.5％)组成的耐磨材料层(4)。

2、  根据权利要求1所述的方法，特别是在旋转圆盘刀片的制造中，其中工具钢被利用，例如RalloyWR6型钢或类似的钢，其特征在于：所述加工材料层被处理、加工和/或研磨以实现所述切削表面(2)。

3、  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述辅助材料线(4b)依靠电弧或通过利用激光技术加工到所述附件表面(3)上。

4、  根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其特征在于：使用铁基材料作为所述辅助材料线(4b)，所述铁基材料至少包括下列物质：V：16％，W：6.0％，C：3.9％，Si：1.4％和MO：0.4％。

5、  根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述刀片预型件的框架部分(1；1′)可由惯常的工具钢制成，例如美国钢铁学会(AISI)的D2型钢或类似的钢。

6、  一种圆盘刀片，所述圆盘刀片特别用作一个旋转刀片，例如造纸机中的切刀，并且所述圆盘刀片(T)是用具有切削表面(2)的刀片预型件(1)制造而成，其特征在于：所述刀片预型件(1)包括框架部分(1′)，所述框架部分(1′)由基础材料制成且在其外围设附着表面(3)，所述附着表面(3)上至少加工有耐磨材料层(4)，所述耐磨材料层(4)形成所述实际的切削表面(2)，且所述耐磨材料层(4)由熔合钨或者铬(W_min.或Cr_min.＝4％)及钒(V_min.＝10％)的钢(C_min.＝2.5％)组成。

7、  根据权利要求6所述的圆盘刀片，其特征在于：所述材料层(4)包括RalloyWR6型钢或类似的钢，其用以固体状态存在的辅助线(4b)加工制成。

8、  根据权利要求6或7所述的圆盘刀片，其特征在于：所述材料层(4)由铁基材料组成，所述铁基材料至少包括下列物质：V：16％，W：6.0％，C：3.9％，Si：1.4％和MO：0.4％。

9、  根据权利要求6-8中任一权利要求所述的圆盘刀片，其特征在于：制成所述框架部分(1；1′)的基础材料可采用惯常的工具钢，例如美国钢铁学会(AISI)的D2型钢或类似的钢。

10、  一种耐磨辅助材料(4)的应用，所述耐磨辅助材料(4)由至少熔合钨或者铬(W_min.或Cr_min.＝4％)及钒(V_min.＝10％)的钢(C_min.＝2.5％)组成，所述耐磨辅助材料(4)作为圆盘刀片(T)的切削表面(2)的应用，特别是作为旋转刀片，例如造纸机中的切刀的应用，所述切削表面由附着表面(3)上的线状辅助材料加工而成，所述附着表面(3)位于所述圆盘刀片的框架部分(1；1′)的外围，所述框架部分由基础材料制成。

制造圆盘刀片的方法、圆盘刀片及其制造中辅助材料的应用
【技术领域】
本发明涉及一种制造圆盘刀片的方法、圆盘刀片及其制造中辅助材料的应用。尤其地，所述圆盘刀片用作一个旋转刀片且其是用具有切削表面的刀片预型件制造而成。
【背景技术】
例如，关于造纸机，其利用刀片装置来切割客户案卷，由此纸在上层刀片和下层刀片之间被切割，根据图1所示，刀片由硬质合金片加强。在这种切纸机中，通常大约有10组刀片，其中上层切割刀片的直径是例如190毫米。从制造出来的纸张质量来看，最重要的是要控制切割所产生的粉尘，并尽量减少留在客户案卷中的粉尘数量。这种粉尘是伴随着刀片变钝产生的。
目前正在使用的刀片材料传统上采用美国钢铁学会(AISI)的D2型工具钢，并且作为一个新的选择，采用由梅托斯鲍德梅特(Metso Powdermet)开发的WR6型上层刀片材料，其通过应用依靠热等静压(HIP)成型的粉末合金制造而成。
相比于过去使用的工具钢，由于使用上述后一种刀片材料，已经设法显著地增加了刀片的交换间隔。用上述材料制成的刀片的锐化表现通常可以达到约10-15倍，然后刀片的直径不再能进一步锐化。当使用用工具钢制成的刀片时，刀片的交换间隔通常是2-11天，这取决于纸张质量和刀片的磨碎方法。就上述新材料而言，其交换间隔可能达到15-40天，由此刀片的维护成本大大降低。
现在WR6型材料的问题在于其制造技术的复杂性和制造出来的刀片的昂贵性。另一个与所讨论的材料相关的问题，也是实践中的事实，是制造出来的刀片易受到震动，该震动产生于所述材料的硬度。关于更坚硬的工具钢，这个问题之前还没有发生过。
【发明内容】
本发明方法、圆盘刀片及制造圆盘刀片过程中辅助材料的应用的目的在于决定性地改善上述问题，从而根本上提高现有技术的水平。为实现这一目的，本发明方法、圆盘刀片及制造圆盘刀片过程中辅助材料的应用的主要特点在于在相关的独立权利要求中的特征部分已经陈述的内容。
在讨论本发明的有益之处时，首先应当提到的是，由本发明方法所实现的切削表面在耐磨性上显著优于依靠现有技术制造出来的刀片的切削表面，这意味着在造纸过程中有更有优良的刀片、更长的交换间隔以及更好的纸张质量，这是由于在粉尘问题上控制得比以前更好。本发明制造方法显著优于采用粉末合金制造刀片的方法。本发明圆盘刀片的生产成本在根本上优于通过采用粉末合金制成的现有刀片的生产成本，因为它只在遭受磨损的刀片的切削表面使用耐磨的、更昂贵的材料是可能的。除此之外，根据本发明制成的刀片的震动控制并没有造成问题，这是由于这样一个事实，即圆盘刀片的框架部分可采用，例如惯常的工具钢。
所述方法和圆盘刀片的有益实施方案已在相关的附属权利要求中做出描述。
【附图说明】
在下面的说明中，参考附图更详细地说明本发明，其中
图1显示的是本发明圆盘刀片的典型应用，和
图2显示的是本发明方法和圆盘刀片的有益实施方案。
【具体实施例】
本发明涉及一种制造圆盘刀片的方法，尤其地，圆盘刀片T用作一个旋转刀片，并且圆盘刀片T是用具有切削表面2的刀片预型件1制造而成。刀片预型件1包括框架部分1′，框架部分1′由基础材料制成且在框架部分1′中附着表面3必不可少地存在于所制造的圆盘刀片的切削区域，附着表面3至少被加工成耐磨材料层4，耐磨材料层4形成切削表面2，所述材料层由熔合钨/铬(W_min./C_rmin.＝4％)及钒(V_min.＝10％)的钢(C_min.＝2.5％)组成。
本发明的方法特别适用于造纸机的切刀T的制造，这在图1中进行了原理级的展示。作为一个有益的实施方案，通过应用粉末合金制成的工具钢在制造中被利用，例如WR6型钢等。材料层4由粉末状态下的辅助材料4a通过应用粉末合金加工而成，例如快速成型法(RP)等，然后在需要时，按照图2中的第三个图，所述材料层被处理、加工和/或研磨以完成切削表面2。
作为一种替代的实施方式，可在这种情形下实施本发明的方法以使材料层4由以固体状态存在的线4b加工制成，然后在需要时，所述材料层被处理、加工和/或研磨以完成切削表面2。
后一种替代办法可作为一种有益的实施方案来实施，其在某一种程度上更进一步的地方是，辅助材料线4b依靠电弧或通过利用激光技术加工到附着表面3上。关于这一点，进一步地有可能使用铁基材料作为辅助材料线4b，其至少包括下列物质：V：16％，W：6.0％，C：3.9％，Si：1.4％和MO：0.4％。目前这种材料是可以获得的，例如产品名称：Poly Van-0。
刀片预型件的框架部分1；1′可方便地由惯常的工具钢制成，例如美国钢铁学会(AISI)的D2型钢等。
本发明也涉及一种用于上述目的的圆盘刀片，其包括框架部分1′，框架部分1′由基础材料制成且在其外围设附着表面3，附着表面3上至少加工有耐磨材料层4，耐磨材料层4形成实际的切削表面2，且所述材料层由熔合钨/铬(W_min/Cr_min＝4％)及钒(V_min＝10％)的钢(C_min＝2.5％)组成。
本发明圆盘刀片中的材料层4包括，例如工具钢，例如WR6型钢等，其通过应用粉末合金制成，或用由以固体状态存在的辅助线4b加工成的钢制成，在图2中的第三个图进行了原理级的展示。
作为一个有益的实施方案，辅助材料层4由铁基材料组成，所述铁基材料至少包括下列物质：V：16％，W：6.0％，C：3.9％，Si：1.4％和MO：0.4％。相应地，框架部分1；1′可方便地由惯常的工具钢组成，例如美国钢铁学会(AISI)的D2型钢等。
本发明进一步涉及耐磨辅助材料4的应用，耐磨辅助材料4由至少熔合钨/铬(W_min./Cr_min.＝4％)及钒(V_min.＝10％)的钢(C_min.＝2.5％)组成，耐磨辅助材料4作为圆盘刀片T的切削表面2的应用，特别是作为旋转刀片，例如造纸机中的切刀的应用，所述切削表面由附着表面3上的粉末状或线状的辅助材料加工而成，所述附着表面位于圆盘刀片的框架部分1；1′的外围，所述框架部分由基础材料制成。这样，通过只有圆盘刀片的切削表面使用耐磨的、更昂贵的制造材料制成的方式，可有效地降低圆盘刀片的生产成本。
显然，本发明不仅限于以上所示或所述的实施方案，但可以根据在任何特定时间的用途和应用并在本发明的基本思想内对其加以修改。而且，本发明圆盘刀片还可用作，例如，作为所谓的单一产品的切削刀片加以应用。再者，不同于图2所示的直角形状，可以将在框架部分中的附着表面加工成其它角度或弓形等。