[带锯条]喷砂工艺对双金属带锯条锯切性能和疲劳寿命的影响

　　国内外对双金属带锯条的研究主要集中在锯切理论、锯齿齿形和制造工艺三个方面。以Sarwar为代表的国外学者集中研究了锯切不同材料过程中切削力的变化及带锯条的失效机理，并开发出单齿锯切设备以模拟锯切过程。针对不同材料的锯切特点，学者们开发出多种齿形的带锯条，如针对大规格难切削材料的高低齿形和针对薄壁件的加强齿形。国内外学者对双金属带锯条的制造工艺，如焊接工艺、铣齿工艺、热处理工艺和齿尖处理工艺等也开展了大量研究。

　　喷砂是一种金属表面处理技术，其基本原理是利用压缩空气使砂粒高速撞击金属表面，使很小厚度范围内的金属表层产生剧烈的压缩变形。大量研究表明，喷砂能有效提高金属的抗疲劳性能。此外，Rodríguez指出，喷砂还能优化刀具的刃口形貌，有效减少刀具在使用过程中的微小崩刃，延长刀具寿命。但是，将喷砂工艺应用于双金属带锯条的研究却鲜有报道。

　　对带锯条分别进行快速高压喷砂(HSHPSP)和慢速低压喷砂(LSLPSP)处理。两种喷砂工艺的参数见表3。HSHPSP和LSLPSP工艺均采用三把喷枪，一把喷枪置于锯齿上端，用于处理锯齿和齿沟，另外两把喷枪分别置于带锯条两侧，用于处理锯条体。喷嘴与带锯条的相对位置如图2所示。

　　对经过两种喷砂工艺处理的带锯条分别进行锯切测试，被锯切材料为直径80mm的GCr15棒料。棒料经过调质处理，硬度为40-45HRC。在Amada HA250型剪式带锯床上进行锯切测试，锯条长度为3505mm。测试时，设定线速度为40m/min，进给速度和进给压力均为2.0(锯床档位)。当出现以下三种情况之一时则判定测试终止：①锯切偏斜量超过2mm；②单刀锯切时间超过5min；③带体断裂。为了提高测试的可靠性，每个样品测试三根带锯条，记录单刀锯切时间和每根带锯条锯切刀数和面积。

　　在Everising FT260型空转疲劳测试机上进行空转疲劳测试。将长度3505mm的带锯条安装在带锯上并张紧，张紧力300MPa。带锯条以300m/min的速度运转，直至带体断裂时测试终止。记录每根带锯条的运转时间。每种带锯条样品测试五根(取平均值)。

　　用VMS-3020H型全自动影像测量系统(VMS)和FEI Quanta200型环境扫描电子显微镜(SEM)观测锯切前后锯齿和带体的形貌。用Bruker D8 Discover型X射线衍射仪测量喷砂后带锯条表面的残余应力。