Kurzfassung Bandsaegen für die Metallbearbeitung verwenden heute vor allem Saegeblaetter, bei denen das eigentliche Band aus Verguetungsstahl, die mechanisch und thermisch am hoechsten beanspruchten Zahnspitzen aus Schnellarbeitsstahl bestehen. Dies wird durch Verbinden eines HSS-Drahtes mit dem Traegerband, ueber Elektronenstrahl- und Laserschweissen, und anschliessendes spangebendes Herausarbeiten der Verzahnung bis in den Bereich des Traegerbandes erreicht. In der letzten Zeit haben sich aber die hartmetallbestueckten Bandsaegen zu einer ernsten Konkurrenz entwickelt, da sie zwar aufwendiger herzustellen sind, aber andererseits gegenueber den HSS-Saegen im Einsatz viel hoehere Produktivitaet ermoeglichen. Letztere ergibt sich aus der hohen thermischen Stabilitaet des Hartmetalls, die gegenueber dem Stahl groeßere Schnittgeschwindigkeiten zulaesst. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird angestrebt, unter weitgehender Beibehaltung der bisherigen Herstelltechnologie Bandsaegen mit Spitzen auf Stahlbasis zu fertigen, die ebenfalls hoehere Schnittgeschwindigkeiten als das bisher verwendete Material - z.B. M42 - zulassen. Es muessen deshalb für die Spitzen Werkstoffe eingesetzt werden, die entsprechend hoehere Warmhaerte und Anlassbestaendigkeit aufweisen Ein Ansatz ergab sich in Richtung ausscheidungshaertbarer Eisenbasiswerkstoffe, bei denen die Haertung aber nicht durch Karbide, sondern durch intermetallische Phasen bewirkt wird, die wesentlich langsamer vergroebern sollen als die Sekundaerkarbide in den ueblichen HSS. Solche Materialien des Typs Fe-Co-Mo und Fe-Co-W wurden bereits um 1930 von Koester hergestellt und untersucht; Koester fand hier, dass die intermetallischen Phasen nicht nur recht respektable Haerten, sondern auch gute Anlassbestaendigkeit ergeben, wobei eine starke Abhaengigkeit der erzielbaren Haerte von der Temperatur des Loesungsgluehens feststellbar war; dieser fuer viele ausscheidungshaertbare Legierungen nachvollziehbare Effekt ist ja auch bei den Schnellarbeitsstaehlen bekannt. Hier wurden die pulvermetallurgische Variante gewaehlt. Es wurden Sinterstaehle der Typen Fe-Co-W-Mo, Fe-Co-Mo und Fe-Co-Mo aus Elementarpulvermischungen hergestellt. Hier zeigte sich, dass durch Pressen und Sintern in Wasserstoff bei entsprechend hohen Temperaturen - ca. 1370°C - formstabile und schon weitgehend dichte Formkoerper erhalten werden koennen. Die restlichen Poren sind geschlossen und sollten durch HIP oder Walzen eliminiert werden koennen. Niedrigere Sintertemperaturen ergeben zwar auch bereits geschlossene Poren, doch liegt die Porositaet hoeher, und das Gefuege ist noch recht ungleichmaessig. Zu hohe Sinterung andererseits fuehrt zum teilweisen Aufschmelzen und zum Verlust der Formstabilitaet. Nach Loesungsgluehung und Oelabschreckung waren die Koerper weich; Anlassen (d.h. de facto Auslagern) im Temperaturbereich um 600°C ergab dagegen Haerten bis ueber 65 HRC, wobei das Gefuege recht aehnlich dem konventioneller HSS war. Dann wurde versucht, Hartphasen durch Zumischen für ausreichende Zerspanungsleistung einzubringen. Karbide erwiesen sich als thermodynamisch zu instabil. Feiner Schmelzkorund bleibt dagegen stabil und laesst sich auch gut einmischen.
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Abstract Today for sawing of metals mostly bimetal band are used. The saw consists of two materials. The band is made of low alloyed steel and the teeth which are subjected to the severe mechanical and thermal loads consist of HSS. These two parts are joined through laser-welding or electron beam welding techniques and subsequently the teeth are cut out. Recently band saws equipped with hard metals were developed. Compared to HSS band saws, such band saws are very expensive to produce. On the other hand they are showing higher productivity and are able to resist higher speeds as well as thermal loads. This work was focused on improving the performance of bimetal band saws while retaining the present manufacturing technology of band saws on HSS basis. To fulfill these demands it is required to use materials having correspondingly high thermal hardness and tempering resistance. One possibility is the use of precipitation hardenability in development of HSS where enhanced hardness is obtained not through carbides but through intermetallic phases which show also slower overaging than secondary carbides in usual HSS. These materials based on Fe-Mo-Co and Fe-Mo-W were produced and observed already in 1930 by Köster. Köster found that intermetallic phases offer good hardness as well as tempering resistance. There was also a strong dependence of hardness on the tempering temperature. This phenomenon, typical for many of precipitation hardenable alloys, is well known in HSS, too. For this project only the PM route was selected. Different materials based on Fe-Co-Mo, Fe-Co-W and Fe-Co-Mo-W were produced. It was shown that through pressing and sintering under H2 at high temperatures (1370°C) it is possible to obtain undistorted and dense bodies. The residual pores are closed and can be suppressed through HIP or rolling. Sintering of these materials at low temperatures causes higher porosity and the structure is not uniform, though the pores are still closed. On the other hand too high sintering temperatures lead to particular melting-down and lost of the shape stability. After tempering and oil quenching the material was soft and could be easily cold worked. Tempering at about 600°C (de facto an ageing process) resulted in a hardness up to 65 HRC and a microstructure very similar to that of conventional HSS. Subsequently particle reinforcement was investigated, for better cutting performance. Carbides showed themselves as too thermodynamically unstable. On the other hand, fine fused Al2O3 remains stable and can be very precisely admixed.
