CN106180730A - 一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法 - Google Patents

一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，步骤有准备材料、“带金刚石坯料+中间层坯料+带金刚石坯料”的三层结构压坯、基体焊接等工艺；其中带金刚石坯料的胎体材料主要由45‑55％的Fe‑Cu‑Sn预合金粉末和45‑55％的Fe‑Cu预合金粉末组成，该两种预合金粉末的粒度均为300‑400目；Fe‑Cu‑Sn预合金粉末的各微量元素的配比为80‑83％Fe、15‑17％Cu、2‑3％Sn；Fe‑Cu预合金粉末的各微量元素的配比为80‑85％Fe、15‑20％Cu；中间层坯料由100％的还原铁组成，粉末的粒度均为300‑400目。所得的花岗岩专用锯片，切割性能和使用寿命均优于现有花岗岩锯片，而且整个制备成本低，市场前景广大。

Description

一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法
技术领域
本发明涉及金刚石工具领域，具体是指一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法。
背景技术
金刚石锯片是一种主要用来切割石材的工具，其主要由基体和刀头两部分组成，基体是粘结刀头的主要支撑部分，而刀头则是在使用过程中起切割的部分，刀头之所以能起切割的作用是因为其中含有金刚石，金刚石作为目前最硬的物质，它在刀头中摩擦切割被加工对象。根据不同石材特性，会选用不同种类的金刚石锯片，不同粉类配方适合不同材质的特性，对材料产品的质量、效果、合格率乃至成本和效益造成直接的影响。花岗岩是常见的一种石材，目前花岗岩通用锯片都不是针对花岗岩切割而设计的，很难兼固到切割锋利度、使用寿命及成本的问题，锯片性价比低。
鉴于此，本案对上述问题进行深入研究，并提出一种花岗岩专用的新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，能够兼顾到切割锋利度、使用寿命及成本等各方面，性价比高，市场认可度好。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，步骤如下：
1)准备材料：
a、准备胎体材料：胎体材料主要由45-55％的Fe-Cu-Sn预合金粉末和45-55％的Fe-Cu预合金粉末组成，该两种预合金粉末的粒度均为300-400目；按所述重量比例称取以上两种预合金粉末混合均匀，得到胎体材料；
其中Fe-Cu-Sn预合金粉末的各微量元素的配比为80-83％Fe、15-17％Cu、2-3％Sn；Fe-Cu预合金粉末的各微量元素的配比为80-85％Fe、15-20％Cu；
b、准备金刚石：将粒度为35/40—50/60的金刚石混合均匀；
c、准备中间层坯料：中间层坯料由100％的还原铁组成，粉末的粒度均为300-400目；
d、准备基体；
2)、将上述准备好的材料按金刚石5-15％、胎体材料95-85％的重量比例充分混合并得到混合料，之后于混合料内加入成型剂，二者充分混合均匀得到带金刚石层坯料；成型剂用量按每千克混合料配11-15ml成型剂为准；
3)、将上述带金刚石层坯料和中间层坯料压制成型，得到压坯；将压坯按“带金刚石坯料+中间层坯料+带金刚石坯料”的三层结构装入石墨模具并进行热压烧结，得到金刚石刀头；
4)、取步骤3)得到的金刚石刀头，以及准备好的基体，在高频感应焊接机上采用铜焊工艺焊接，得到花岗石通用锯片。
所述步骤3)中，带金刚石坯料的压坯的厚度与中间层坯料的压坯的厚度的比例为1.5-1.8:1。
所述步骤1)中，基体采用65Mn材质、Φ400mm的基体，配合金刚石刀头38齿。
采用上述方案后，本发明一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，相对于现有技术的有益效果在于：本发明花岗岩锯片，对应的花岗岩刀头摒弃传统的单层结构，创新地采用三层结构，而且该三层结构包括带金刚石的二外层和不带金刚石的中间层，并且带金刚石层的胎体材料由一定配比的Fe-Cu-Sn预合金粉末和Fe-Cu预合金粉末制成，不带金刚石的中间层用还原铁组成；而且，进一步，基体特别地采用Φ400mm再配合38齿刀头的结构，二者焊接采用铜焊工艺。如此设计，所得的花岗岩专用锯片，切割性能和使用寿命均优于现有花岗岩锯片，而且整个制备成本低，市场前景广大。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。
本案涉及一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，步骤如下：
1)准备材料：
a、准备胎体材料：胎体材料主要由45-55％的Fe-Cu-Sn预合金粉末和45-55％的Fe-Cu预合金粉末组成，该两种预合金粉末的粒度均为300-400目；按所述重量比例称取以上两种预合金粉末混合均匀，得到胎体材料；
其中Fe-Cu-Sn预合金粉末的各微量元素的配比为80-83％Fe、15-17％Cu、2-3％Sn；Fe-Cu预合金粉末的各微量元素的配比为80-85％Fe、15-20％Cu；
b、准备金刚石：将粒度为35/40—50/60的金刚石混合均匀；
c、准备中间层坯料：中间层坯料由100％的还原铁组成，粉末的粒度均为300-400目；
d、准备基体：优选的，基体采用65Mn材质、Φ400mm的基体；
2)、将上述准备好的材料按金刚石5-15％、胎体材料95-85％的重量比例充分混合并得到混合料，之后于混合料内加入成型剂，二者充分混合均匀得到带金刚石层坯料；成型剂用量按每千克混合料配11-15ml成型剂为准；成型剂主要为混合料进行润湿成型作用。
3)、将上述带金刚石层坯料和中间层坯料压制成型，得到压坯；将压坯按“带金刚石坯料+中间层坯料+带金刚石坯料”的三层结构装入石墨模具并进行热压烧结，得到金刚石刀头；
所述压制成型所用的压力为2.5-3.0t/cm2；热压烧结在热压烧结机中进行，具体在860-880℃温度、350-400kg/cm2压力下保温1-2min；
4)、取步骤3)得到的金刚石刀头，以及准备好的基体，在高频感应焊接机上采用铜焊工艺焊接，得到本发明花岗石通用锯片，最后对焊接好的花岗石锯片还可经过整形、开刃和抛光，得到合格的产品。焊料具体为HL841铜焊料。对应基体采用65Mn材质、Φ400mm的基体，配合38齿的金刚石刀头。
本发明制备的花岗石通用锯片，胎体材料选用高强度(抗弯强度超过1800Mpa)，高硬度(硬度超过100HRB)的预合金粉末，这样的胎体可以大大提高整个锯片的寿命；其刀头抗弯强度为1600-1900MPa，硬度95-105HRB，用桥切试验机测试，功率消耗为7-8KW，使用寿命可达130m/mm，功率消耗和寿命均优于现有的花岗石锯片。中间层使用异于胎体材料的不带金刚石的低价还原铁，由于中间层不含金刚石在切割中消耗更快从而产生凹槽，这样有利于排屑和冷却，比纯胎体材料锋利度会更佳。
优选的，带金刚石坯料的压坯的厚度与中间层坯料的压坯的厚度的比例为1.5-1.8:1，具体优选实施例为1.75:1。在所述两种压坯的特定原料及特定配比基础上，二者的厚度比例直接影响着所制得的刀头的质量、切割性能、寿命及成本等问题。现有花岗岩锯片刀头采用单层结构，故而未涉及到厚度比问题，即使目前在刀头领域中涉及有多层结构设计，但其通常为相同的多层带金刚石层结构，即使有不同层结构，也均未涉及对不同层厚度的设计来实现刀头整体性能优化。本发明设计针对花岗岩而设计的锯片及刀头，刀头特别地采用特定坯料的三层结构，并且对特定三层结构的厚度作有针对性的优化设计，所带来的效果综合了质量、切割性能、寿命及成本等优势。
本发明花岗石通用锯片，刀头的特定三层结构设计，在确保切割性能前提下，减少了合金粉末和金刚石的用量，有效降低了原材料成本。胎体材料中低熔点金属成份含量低，烧结温度较高，可达860-880℃，焊接阶段可以用铜焊工艺，焊接过程中刀头不膨胀、无烧损变形，焊接成本低。另外产品Φ400mm的基体特别地使用的是38齿结构，增加切割刃口，同等条件下锋利度将提高；而且，制备中无需专门设计与基体相匹配的带弧度结构的刀头，而是沿用市场主流大刀头的结构，不用再另外采购新模具，降低了模具成本；烧结时还可使用四层模结构烧结，由原来的一炉24齿改为一炉48齿，降低了烧结电费成本和模具损耗。如此在促使降低各项成本的前提下，使锯片仍然能保证优越的切割性能，具有成本竞争优势，市场前景广大。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (3)

1.一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)准备材料：
a、准备胎体材料：胎体材料主要由45-55％的Fe-Cu-Sn预合金粉末和45-55％的Fe-Cu预合金粉末组成，该两种预合金粉末的粒度均为300-400目；按所述重量比例称取以上两种预合金粉末混合均匀，得到胎体材料；
其中Fe-Cu-Sn预合金粉末的各微量元素的配比为80-83％Fe、15-17％Cu、2-3％Sn；Fe-Cu预合金粉末的各微量元素的配比为80-85％Fe、15-20％Cu；
b、准备金刚石：将粒度为35/40—50/60的金刚石混合均匀；
c、准备中间层坯料：中间层坯料由100％的还原铁组成，粉末的粒度均为300-400目；
d、准备基体；
2)、将上述准备好的材料按金刚石5-15％、胎体材料95-85％的重量比例充分混合并得到混合料，之后于混合料内加入成型剂，二者充分混合均匀得到带金刚石层坯料；成型剂用量按每千克混合料配11-15ml成型剂为准；
3)、将上述带金刚石层坯料和中间层坯料压制成型，得到压坯；将压坯按“带金刚石坯料+中间层坯料+带金刚石坯料”的三层结构装入石墨模具并进行热压烧结，得到金刚石刀头；
4)、取步骤3)得到的金刚石刀头，以及准备好的基体，在高频感应焊接机上采用铜焊工艺焊接，得到花岗石通用锯片。
2.如权利要求1所述的一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，带金刚石坯料的压坯的厚度与中间层坯料的压坯的厚度的比例为1.5-1.8:1。
3.如权利要求1所述的一种新型高性价比花岗岩通用锯片的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，基体采用65Mn材质、Φ400mm的基体，配合金刚石刀头38齿。
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