Глава 1. Устройство полотна и материалы режущей кромки

## 1.1. Что такое ленточное полотно

Ленточное полотно для резки металла — это бесконечное кольцо из тонкой стальной ленты с зубьями на одной кромке. Кольцо надевают на два шкива: ведущий и натяжной. Полотно проходит через направляющие, которые разворачивают его зубьями к заготовке и держат в плоскости реза. Работает оно в тяжёлых условиях. На каждом обороте любой участок ленты дважды изгибается на шкивах, затем выпрямляется и попадает в зону реза. Там на зубья действуют силы резания и нагрев, а на основу — натяжение и изгиб. Поэтому к полотну предъявляют два противоречивых требования: режущая часть должна быть твёрдой, а основа — упругой и выносливой.

ГОСТ Р 53924-2010 «Полотна ленточных пил. Типы и основные размеры» различает четыре исполнения полотен [2]:

1. Из инструментальной легированной стали.

2. Биметаллические: режущая часть из быстрорежущей стали.

3. Из инструментальной легированной стали с зубьями, оснащёнными твёрдым сплавом.

4. Для фрикционной резки, когда металл разогревается трением.

На заготовительных участках машиностроительных предприятий сегодня преобладают биметаллические полотна (исполнение 2). Для особо твёрдых и абразивных материалов применяют твердосплавные (исполнение 3).

## 1.2. Биметаллическое полотно

Идея биметалла в том, чтобы каждое свойство получить там, где оно нужно. Основу делают из пружинной стали, которая выдерживает многократный изгиб на шкивах. К её кромке электронным лучом приваривают узкую профильную проволоку из быстрорежущей стали, а затем фрезеруют зубья. Сварной шов проходит по телу зуба выше дна впадины, поэтому из быстрорежущей стали состоят только вершины зубьев — режущая кромка, а впадины и нижняя часть каждого зуба остаются в упругой основе (рис. 1).

Стандарт задаёт и разницу в твёрдости: для биметаллического исполнения режущая часть должна иметь твёрдость не менее 62 HRC, тело полотна — не менее 45 HRC [2, табл. 7]. Эти цифры удобно помнить при разборе поломок. Твёрдая кромка изнашивается и выкрашивается, но не гнётся. Основа гнётся, но со временем устаёт. Поэтому у износа зуба и у обрыва основы почти всегда разные причины (см. главы 10 и 11).

Подробнее пробиметаллические ленточные полотна M42/M51 — в каталоге Станкоторга.

## 1.3. Классы режущей кромки: M42, M51, M71 и TCT

В каталогах биметаллические полотна обозначают по материалу режущей части. Обозначения M42, M51 и M71 — общепринятые классы быстрорежущей стали, их используют разные производители.

— M42 — быстрорежущая сталь с кобальтом. Это рабочая основа большинства участков: конструкционные и легированные стали, трубы, профиль, круг [6].

— M51 — кромка с более высокой тепло— и износостойкостью. Она немного твёрже M42, но и более хрупкая, поэтому лучше всего проявляет себя на сплошных заготовках, не склонных к вибрации. Типичный пример — круг из нержавеющей стали, на котором M42 быстро «садится».

— M71 — усиленная кромка для серийной резки титана, никелевых и жаропрочных сплавов. Типоразмерный ряд у неё обычно уже, чем у M42.

— TCT — полотна с твердосплавными напайками на зубьях. Твёрдый сплав дольше всех держит кромку на абразивных и очень твёрдых материалах, но требует жёсткого станка и аккуратной наладки: скол напайки из-за вибрации или рывка подачи обходится дорого.

| Класс | Типичная задача | Сильная сторона | Ограничение |

|---|---|---|---|

| M42 | Конструкционная и легированная сталь, труба, профиль | Баланс стойкости и универсальности | На тяжёлых сплавах быстрее теряет кромку |

| M51 | Нержавеющая и легированная сталь, длинные серии на сплошном сечении | Тепло— и износостойкость | Хрупче M42, на простых задачах избыточен |

| M71 | Титан, никелевые и жаропрочные сплавы в серии | Самая стойкая биметаллическая кромка | Уже размерный ряд |

| TCT | Абразивные и очень твёрдые материалы | Максимальная стойкость зуба | Нужны жёсткий станок и точная наладка |

## 1.4. Как выбрать класс кромки

Класс кромки определяется материалом заготовки и нагрузкой на зуб, а не шагом зубьев. Шаг подбирают отдельно, по геометрии сечения (глава 4). Стартовая логика выглядит так:

| Материал и задача | Старт | Когда усиливать |

|---|---|---|

| Конструкционная сталь, цветные металлы | M42 | Обычно не требуется |

| Нержавеющая или легированная сталь: тонкая стенка, одиночный рез профиля (стенка до 3,5 мм, наружный размер до 120 мм) | M42 | Мельче шаг, а не выше класс |

| Нержавеющая или инструментальная сталь: типовой рез | M51 | M71 на тяжёлом сплошном сечении (полотно шириной от 34 мм) |

| Титан, никелевые сплавы | M71 | M51, если M71 нет в нужной ширине |

| Жаропрочные и труднообрабатываемые сплавы | M71 | TCT, затем M51 по доступности |

| Абразивные и очень твёрдые материалы | TCT | M71, M51 |

Самая частая ошибка — переходить на более дорогой класс, чтобы «вылечить» косой рез или частые обрывы. Если направляющие изношены, натяжение не по паспорту, а СОЖ не попадает в пропил, кромка M51 или M71 повторит судьбу M42, только дороже. Поэтому переход вверх имеет смысл только после проверки станка и режима и только при наличии фактов.

Как проверить переход на практике. Зафиксируйте базу: материал, сечение, станок, шаг, режим и средний ресурс текущего полотна в резах, часах или квадратных сантиметрах. Затем проведите пилот: 3-5 полотен нового класса на той же номенклатуре, на том же станке, с тем же оператором и с тем же шагом. Меняйте только класс кромки. Если одновременно подкрутить подачу и концентрацию СОЖ, понять, что дало эффект, уже не получится. Разумный порог для решения — устойчивый прирост ресурса порядка 15-20 % без ухудшения торца. Если выигрыша нет, возвращайтесь к базовому классу и ищите потери ресурса в шаге, СОЖ и геометрии станка.

Для смешанной номенклатуры удобна схема «база плюс точечный запас». Основная масса резов идёт на M42. Полотна M51 или M71 держат под подтверждённые тяжёлые позиции. Твердосплавные заводят только туда, где биметалл явно проигрывает по полной стоимости реза.

Коротко. Твёрдая кромка из быстрорежущей стали и упругая основа — два разных материала с разными отказами. Класс кромки выбирают по материалу заготовки: M42 — база, M51 — нержавейка и легированные стали, M71 — титан и жаропрочные сплавы, TCT — абразив. Переход на следующий класс подтверждают пилотом, меняя только один параметр.

Подробнее на сайте:

— Сравнение M42, M51, M71 и TCT по задачам: stankotorg.ru/guide-m42-vs-m51-vs-m71-vs-tct.htm

— Ленточные пилы и ГОСТ Р 53924-2010: stankotorg.ru/gost-saw.htm