用于輪胎切割的鋼制超聲變幅桿及制造方法
【專利說明】用于輪胎切割的鋼制超聲變幅桿及制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年6月2日提交的美國申請N0.14/293, 532的優(yōu)先權(quán)并且還要求于2013年7月8日提交的美國臨時申請N0.61/843，529的權(quán)益。上述申請的全部公開內(nèi)容通過參引并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及用于輪胎切割的超聲變幅桿。
【背景技術(shù)】
[0004]該部分內(nèi)容提供與本公開有關(guān)的背景信息，該【背景技術(shù)】信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]用于輪胎切割的超聲變幅桿幾乎總由鈦制成；通常由鈦7-4或鈦6-4制成。然而，用超聲變幅桿切割用于輪胎的橡膠會使超聲變幅桿經(jīng)受極度磨損狀況。為了改善超聲變幅桿的快速磨損，鈦制的超聲輪胎切割變幅桿有時涂覆有低摩擦涂層，比如氮化鈦涂層。
[0006]硬化鋼通常被認(rèn)為不適合用于超聲輪胎切割變幅桿。淬火鋼的機(jī)加工要困難得多，并且硬化鋼需要額外的處理步驟，比如熱處理。因而，鋼制的超聲輪胎切割變幅桿制造起來更為困難并且成本更高。鋼制的超聲輪胎切割變幅桿的另一問題在于，由于其熱導(dǎo)率較高，因此鋼制的超聲輪胎切割變幅桿趨于消耗很高的功率。因而，如上所述，超聲輪胎切割變幅桿普遍由鈦制成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]該部分內(nèi)容提供本公開的總體概述而不是本公開的全部范圍或本公開的所有特征的詳盡的公開內(nèi)容，本文中描述的每個特征也不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是本公開的基本特征。
[0008]在本公開的一個方面中，鋼制超聲輪胎切割變幅桿包括具有至少約百分之8的釩含量的工具鋼。
[0009]在本公開的另一方面中，鋼制超聲輪胎切割變幅桿包括具有至少約百分之15的釩、鈷和鎢的組合含量的工具鋼。
[0010]在本公開的又一方面中，鋼制超聲輪胎切割變幅桿包括已被熱處理成洛氏硬度至少約為50HRC且低于約64HRC的工具鋼。
[0011 ] 在本公開的另外的方面中，制造鋼制超聲輪胎切割變幅桿的方法包括粉末冶金過程。
[0012]根據(jù)本文中提供的描述，另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。本概述中的描述和特定示例僅用于進(jìn)行說明而非意在限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0013]本文中描述的附圖的僅用于示出所選擇的實(shí)施方式而非所有可能的實(shí)施方案，并且不意在限制本公開的范圍。
[0014]圖1為根據(jù)本公開的示例性鋼制超聲輪胎切割變幅桿的立體圖。
[0015]圖2為圖1的鋼制超聲輪胎切割變幅桿的正視圖。
[0016]圖3為圖1的鋼制超聲輪胎切割變幅桿的側(cè)視圖。
[0017]圖4為圖1的鋼制超聲輪胎切割變幅桿的從切割刃向下看的俯視圖。
[0018]貫穿附圖的所有若干視圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)將參照附圖更充分地描述示例性實(shí)施方式。
[0020]參照圖1至圖4，示出了示例性鋼制超聲輪胎切割變幅桿20。鋼制超聲輪胎切割變幅桿20總體上呈調(diào)諧的刀片形狀，其包括基部22、輪胎切割刃24以及延伸通過切割變幅桿20的一個或更多個開槽的孔26。
[0021]鋼制超聲輪胎切割變幅桿20可以通過使用粉末冶金過程由工具鋼制造而成。這種過程通常包括制造金屬粉末以獲得適當(dāng)?shù)某煞?，這可以包括將各種粉末狀金屬混合在一起。具有期望成分的金屬粉末可以被壓緊燒結(jié)或熔化成期望的形狀。示例性過程可以包括3D打印和熱等靜壓。與傳統(tǒng)的鑄鋼過程相比，粉末冶金制造過程能夠提供更致密、更均質(zhì)且粒度更細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)。
[0022]在一些情況下，最初期望的形狀可以為單塊(a simple block)，該塊能夠被銑削成非常接近鋼制超聲輪胎切割變幅桿的總尺寸。能夠使用放電加工過程來獲得如附圖中示出的鋼制超聲輪胎切割變幅桿20的基本上最終的刀片形狀。如下所述，然后能夠?qū)Τ驶旧献罱K的刀片形狀的鋼制超聲輪胎切割變幅桿20進(jìn)行熱處理以獲得期望的硬度和脆性平衡。然后能夠把切割刃24磨鋒利以便在使用之前對切割刃24進(jìn)行精磨或磨削。
[0023]在一些情況下，還可能期望的是在鋼制超聲輪胎切割變幅桿20上設(shè)置低摩擦涂層。因而，鋼制超聲輪胎切割變幅桿20例如還能夠被涂覆有氮化鈦涂層或者其它低摩擦或耐磨涂層。
[0024]釩含量高的工具鋼能夠用于鋼制超聲輪胎切割變幅桿20。例如，能夠使用釩含量至少約為百分之8或至少約為百分之9的工具鋼。另外地或替代性地，這種高釩含量的鋼具有的釩含量可以小于大約百分之15或小于大約百分之10。例如能夠從紐約的索爾維集團(tuán)的i甘禍工業(yè)(Crucible Industries of Solvay, New York)購得f凡含量高的示例性鋼，這種鋼可以為其下的V標(biāo)系列，比如CPM 9V、CPM 10V以及CPM15V。
[0025]釩含量、鈷含量以及鎢含量高的工具鋼也能夠用于鋼制超聲輪胎切割變幅桿20。例如，工具鋼具有的釩、鈷和鎢的組合含量能夠至少約為百分之15或至少約為百分之17。另外地或替代性地，這種釩、鈷和鎢組合含量的鋼能夠小于大約百分之25或小于大約百分之22。例如能夠從i甘禍工業(yè)(Crucible Industries)購得銀、鈷和媽的組合含量高的示例性鋼，這種鋼可以為其下的Rex標(biāo)系列，比如CPM Rex 45、CPM Rex 76以及CPM Rex 86。例如也能夠從日本的日立金屬有限公司(Hitachi Metals, Ltd.0f Japan)(或紐約日立金屬美國有限公司(Hitachi Metals America, Ltd.0f Purchase, New York))購得這種|凡、鈷和鎢的組合含量高的工具鋼，這種鋼可以為其下的Hap標(biāo)系列。
[0026]能夠?qū)︿撝瞥曒喬デ懈钭兎鶙U20的工具鋼進(jìn)行熱處理以增加其強(qiáng)度和耐磨性。例如，鋼制超聲輪胎切割變幅桿20的工具鋼能夠被熱處理成洛氏硬度至少約為50HRC、或至少約為55HRC、或至少約為60HRC、或至少約為61HRC、或至少約為62HRC。隨著洛氏硬度降低，鋼制超聲輪胎切割變幅桿20的耐磨性降低并且從而鋼制超聲輪胎切割變幅桿20的壽命減少。
[0027]另外地或替代性地，鋼制超聲輪胎切割變幅桿20的工具鋼能夠被熱處理成洛氏硬度低于大