[发明专利]用于木材切削应用的钴基合金

说明书

本发明题为“用于木材切削应用的钴基合金”。在一个方面，本文描述了钴基合金，所述钴基合金具有允许木材切削应用所需的硬度、韧性和耐磨性的平衡的组成和微观结构。钴基合金包含量为15‑30体积％的富铬碳化物相，量为9‑15体积％的富钨相，以及余量的包含镍、铬、钒和钨的富钴固溶体基质。

技术领域

本发明涉及钴基合金，并且具体地讲，涉及用于木材切削应用的钴基合金和相关联的工具。

背景技术

木材切削是复杂的过程，其中许多现象交叉。各种因素有助于产生良好的切削。这些因素通常包括锯片速度、张力、厚度、宽度、锐度或齿角(间隙、面、钩)、齿槽形状和深度、齿距或间距、木材进给速度和木材种类。与金属和各种合金系统相比，木材不是均质且不同的材料，而是多面且非均质的生物材料。工具磨损可由严重的断裂或碎裂(灾难性)、磨蚀、侵蚀、微断裂、温度效应、电化学腐蚀、水分和/或氧化引起。此外，锐利的切削刃对广泛了解的加工质量具有积极影响，并且因此从工业角度来看，增加工具的使用寿命至关重要。然而，在许多情况下，用于金属加工的切削工具和相关联的材料在很大程度上不适用于木材切削应用。因此，需要开发新的材料系统来解决木材切削应用中遇到的独特条件和因素。

发明内容

在一个方面，本文描述了钴基合金，该钴基合金具有允许木材切削应用所需的硬度、耐腐蚀性、韧性和耐磨性的平衡的组成和微观结构。简而言之，钴基合金包含量为15-30体积％的富铬碳化物相，量为9-15体积％的富钨相，以及余量的包含镍、铬、钒和钨的富钴固溶体基质。

在另一个方面，描述了工具制品。在一些实施方案中，工具制品包括由钴基合金形成的一个或多个切削元件，该钴基合金包含量为15-30体积％的富铬碳化物相，量为9-15体积％的富钨相，以及余量的包含镍、铬、钒和钨的富钴固溶体基质。切削元件可以是用于木材切削应用的锯片的尖端。

在另一个方面，描述了用于切削工具制造的线或杆。例如，用于切削工具制造的线或杆包含钴基合金，该钴基合金包含量为15-30体积％的富铬碳化物相，量为9-15体积％的富钨相，以及余量的包含镍、铬、钒和钨的富钴固溶体基质。在一些实施方案中，线或杆在切削工具形成中熔化。如本文所详述，钴基合金的线或杆可被熔化以形成用于木材切削应用的锯片的尖端。

在另外的方面，描述了切削木材的方法。在一些实施方案中，切削木材的方法包括由钴基合金形成锯片的切削尖端，该钴基合金包含量为25-32重量％的铬、量为18-21重量％的钨、量为4-6重量％的镍、量为0.5-1.5重量％的钒、量为0.1-1重量％的碳、量为0-2重量％的硼，以及余量的钴。将切削尖端联接到锯主体，并且通过锯主体的移动用尖端切削木材。

这些和其他实施方案在下文的具体实施方式中进一步描述。

附图说明

图1是根据一些实施方案的在本文中描述的钴基合金的扫描电子显微照片(SEM)。

图2示出根据一些实施方案的相对于Stellite^TM12钴基合金，本文所述的钴基合金对5％HCl水溶液的重量耐腐蚀性。

图3示出根据一些实施方案的与Stellite^TM12相比，本文所述的钴基合金对10％H₂SO₄水溶液的耐腐蚀性。

图4示出根据一些实施方案的用于木材切削的尖端的各种结构特征。

图5示出根据一些实施方案的对于本发明和对比钴基合金的切削尖端宽度相对于木材切削长度的变化。

图6示出根据一些实施方案的对于本发明和对比钴基合金的切削尖端直径相对于切削长度的变化。

图7示出根据一个实施方案的钴基合金尖端。

具体实施方式