CN107263737A - 一种硬质合金圆锯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硬质合金圆锯片,具体涉及一种FWF型硬质合金圆锯片,属于硬质合金材料领域。本发明的硬质合金圆锯片由硬质合金材料制成,硬质合金材料包括硬质合金基体和涂层,所述硬质合金材料包括如下重量份的成分:碳化钨粉末:75‑80份,钴粘结剂:5‑10份,GdLa:0.5‑1份,Ru:0.2‑0.3份,润滑剂:0.5‑0.8份。本发明采用硬质合金材料制成,能够保证该锯片具有良好的切割性能、同时切割强度高、韧性好,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬质合金圆锯片,具体涉及一种FWF型硬质合 金圆锯片,属于硬质合金材料领域。
技术背景
锯片是用于切割固体材料的薄片圆形刀具的统称。锯片可分为: 用于石材切割的金刚石锯片;用于金属材料切割的高速钢锯片;用于 实木、家具、人造板、铝合金、铝型材、散热器、塑料、塑钢等切割 的硬质合金圆锯片。
硬质合金锯片作为硬质合金刀具类产品是专为切断和开槽金属 材料制成的,是木制品加工最常用的刃具,硬质合金圆锯片的质量与 加工产品的质量有密切关系。硬质合金圆锯片包含合金刀头的种类、 基体的材质、直径、齿数、厚度、齿形、角度、孔径等多个参数,这 些参数决定着锯片的加工能力和切削性能。硬质合金圆锯片在切割材 料时,切割质量除与设备有关外,其本身的特性也非常重要。张力过 强,会导致锯片倾斜等情况,会造成锯切材料深度方向上切割歪斜。 张力不足,会导致锯片偏摆、摇动等情况,则在锯片移动方向上出现 切割歪斜。因此选择锯片时要根据锯切材料的种类、厚度、锯切的速 度、锯切的方向、送料速度、锯路宽度需要正确选用锯片。正确的合 理地选用硬质合金锯片对于提高产品质量、缩短加工周期、减少加工 成本具有重要的意义。
在现实应用过程中,由于锯片本身结构复杂,加工程序繁琐,使 用时切割噪音较大,切割过程中产生较多热量,不易散热。且由于使 用过程中需保持锯齿的锋利,故需要不断进行打磨,会导致锯片寿命 减短,使用期限不长。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提出了一种 FWF型硬质合金圆锯片。
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现:一种硬质合金圆锯 片,包括锯片基体1、硬质合金锯齿2,硬质合金锯齿焊接在锯片基 体上,均匀地分布在锯片基体圆周,硬质合金圆锯片中心设有用来固 定锯片的中心孔6,所述的合金锯片基体1内部均匀分布有至少四个 消音散热细缝单元3,每个消音散热细缝单元3由激光切割而成的圆弧 组成,并且每个消音散热细缝单元有两个小孔,锯齿2底部有足够的 空间容屑槽,便于排出切割废料,容屑槽底部均匀分布有至少四个有 激光切割的膨胀槽4直线和圆孔组合,膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉5; 硬质合金圆锯片由硬质合金材料制成,硬质合金材料包括硬质合金基 体和涂层,所述硬质合金材料包括如下重量份的成分:碳化钨粉末: 75-80份,钴粘结剂:5-10份,GdLa:0.5-1份,Ru:0.2-0.3份,润 滑剂:0.5-0.8份。
本发明采用硬质合金材料制成,硬质合金具有硬度高、耐磨、强 度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,能够保证该锯片具 有良好的切割性能、同时切割强度高、韧性好,使用寿命长。其中, 在本发明硬质合金材料中,基体表面涂覆涂层,使硬质合金材料具有 极高的耐磨性和硬度,能允许制备而成的锯片采用较高的切削速度, 从而提高了加工效率。另外,本发明锯片锯齿采用FWF型,能保证 切削面光洁,不易崩刃,且有使用寿命长的优点。
本发明中,硬质合金基体材料包括碳化钨粉末、钴粘结剂、GdLa、 Ru、润滑剂,能通过协同作用,使得到的硬质合金基体具有良好的硬 度和强度,在锯片的使用过程中保持较好的基体稳定性能。
其中,在本发明硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,还含有 GdLa。Gd是一种金属元素、稀土金属。La是稀土元素中第二个最丰 富的元素。在本发明硬质合金材料中加入GdLa,能使硬质合金材料 孔隙相对少,且孔洞尺寸小,使稀土合金中碳化钨晶粒度有细化均匀 趋势,不易使粘结剂成分相互聚集。
另外,本发明还添加了微量的Ru元素。在硬质合金中加入Ru, 能使碳化钨和基体之间结合的更加牢固,显微裂纹更难扩散,从而大 大提高抗冲击破坏的能力。而且只需要加入极少量的Ru,就可以大 大提高硬质合金的韧性和耐冲击性,而不损害硬质合金的硬度和其他 性能。
在上述一种硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,所述涂层为TiCN 与B4C按重量比0.5-2:1的混合物通过涂覆形成。TiCN涂层中添加的 碳元素可提高刀具硬度并获得更好的表面润滑性,同时可以提高刀具 硬度并具有较高的氧化温度。B4C涂层能改善基体表面状态,部分消 除基体表面的缺陷,且其本身也能提供一定的强度,使涂覆后的硬质 合金材料光滑、致密。TiCN与B4C共同作用能使涂覆该图层后的硬质 合金氧化温度提高,表面润滑度改善,同时增强硬度。
在上述一种硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,所述涂层的厚度 为5-20μm。在该厚度范围内,硬质合金的切削性能显著提高,并且 降低了硬质合金的表面粗糙度,可以减少刀具的摩擦,降低切削温度, 延长使用寿命。
在上述一种硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,所述金属硬质相 的碳化钨粉末的晶粒大小为0.3-0.5μm。晶粒越小,缺陷越少,制得 的硬质合金材料强度和刚性越高;但晶粒过小,制作工艺复杂,容易 造成硬质合金材料的成本的上升。
在上述的一种硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,所述润滑剂为 硬脂酸钙、硅酮粉、低分子聚乙烯蜡中一种或几种。润滑剂的加入能 有效降低硬质合金材料成型加工过程中所出现的高剪切力和高摩擦 力,改善硬质合金材料的流动性能,避免硬质合金高温受热分解和产 品质量的下降。
在本发明硬质合金圆锯片的硬质合金材料中,所述粘结剂中含有 2-3%Mo和0.2-0.3%有机膨润土,其余为钴。钴作为金属与碳的粘接剂, 起骨架作用。在硬质合金材料中加入钴,能保证硬质合金有一定的韧 性,还能提高硬质合金的强度,矫正碳化钨晶格的缺陷。在本发明中, 钴粘结剂中加入Mo,可以提高钴粘结相的相变点,保证该粘结相在 高温下仍然为HCP结构,能提高硬质合金的切削性能与力学性能。
有机膨润土是一种无机矿物/有机铵复合物,以膨润土为原料, 利用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分 散成胶体级粘粒特性,通过离子交换技术***有机覆盖剂而制成的。 由于钴粘结剂中金属钴和Mo都为粉末状,具有大的比表面积,易于 与空气中的氧反应,且粉末的氧化是一个自动加速的过程,因此,容 易导致金属粉尘的自燃和粉尘***。在钴粘结剂中加入有机膨润土, 能使上述金属粉末颗粒粘结在一起,减缓金属粉末的流动速度,避免 上述情况的发生。
本发明的另一个目的在于提供一种上述硬质合金圆锯片的制备 方法,所述的方法包括如下步骤:
混合:将如上所述的硬质合金材料加入球磨机中湿磨得混合料 浆,混合料浆过滤、干燥得混合物。
压制成型:将混合物分别投入锯片基体模具和锯片锯齿模具中压 制成型得到锯片基体坯件和锯片锯齿坯件,成型的同时加入成型剂;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件在真空中进行烧结,烧结 后热等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿通过CU-Ag钎料焊接在锯片基体上得锯片半成 品;
磨削:将半成品采用自动磨削技术,磨出锯齿的各个角度;
涂覆:在锯片半成品表面涂覆涂层得到最终产品硬质合金圆锯 片。
在上述硬质合金的制备方法中,球磨机中湿磨所用的溶剂是乙 醇,其添加量为每千克硬质合金材料添加乙醇200-300ml。
在上述硬质合金的制备方法中,湿磨后得到的粉末粒度为1-3μ m。
在上述硬质合金的制备方法中,干燥温度为120-140℃。
在上述硬质合金的制备方法中,干燥时间为40-50min。
在上述硬质合金的制备方法中,压制时的压力为40-60MPa。
在上述硬质合金的制备方法中,成型时成型剂的加入量占硬质合 金基体总质量的0.02-0.04%。
在上述硬质合金的制备方法中,所述的成型剂为聚乙二醇。聚乙 二醇是一种水溶性聚合物,由环氧乙烷和水或乙二醇逐步加成而制 得。由于硬质合金主要是由高硬度、高弹性模量、高抗压强度的难熔 金属碳化钨粉末组成,其粉末在压制过程中难以产生塑性变形,成型 困难。因此,在本发明中,硬质合金材料制备成型的过程中加入了成 型剂,能使压坯质量和合金质量显著提高。
在上述硬质合金的制备方法中,锯片基体坯件和锯片锯齿坯件烧 结前还包括淬火处理,淬火温度为820-850℃,淬火时间为5-10分钟; 烧结后热等静压前还包括回火处理,回火温度为380-420℃,回火时 间为5-7h。
在上述硬质合金的制备方法中,烧结温度为1500-1700℃。
在上述硬质合金的制备方法中,热等静压的温度为1500-1650℃, 压力为120-140MPa。热等静压工艺是将制品放置到密闭的容器中, 向制品施加各向同等的压力,同时施以高温,在高温高压的作用下, 制品得以烧结和致密化。
在上述硬质合金的制备方法中,所述焊接温度为800-1000℃。
在上述硬质合金的制备方法中,所述铆钉要求经力学性能测试能 承受压力150㎏,且两端平整。
在上述硬质合金的制备方法中,所述硬质合金锯齿用金刚石砂轮 自动磨削成FWF齿型。FWF齿型是三个齿一组,组成一个循环,所 有锯齿的齿高在同一个圆周内,没有高低齿,一个齿为平齿,另外两 个齿交替倒角。能保证切削面光洁,不易崩刃,且有使用寿命长的优 点。
在上述硬质合金的制备方法中,涂层涂覆采用物理气相沉积法 (PVD)工艺。物理气相沉积法是通过蒸发,电离或溅射等过程,产 生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。通过该方 法对硬质合金基体进行涂层涂覆,可以提高硬质合金的切削性能和降 低硬质合金的表面粗糙度,从而可以减少刀具使用时的摩擦,降低切 削温度,延长使用刀具寿命。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明以金属硬质相和金属粘结剂为基体,其中金属硬质相 由主要碳化钨粉末组成,金属粘结剂主要由钴组成,并在基体上涂覆 以涂层,同时在该硬质合金基体材料中加入GdLa和Ru,能够使得到 的硬质合金具有高强度、硬度和刚度,且锯片锯齿采用FWF型,能 保证切削面光洁,不易崩刃,且有使用寿命长的优点。
2、在本发明的硬质合金锯齿制备过程中加入了成型剂,能克服 其粉末在压制过程中难以产生塑性变形,成型困难的缺点,使压坯质 量和合金质量显著提高。
3、本发明硬质合金圆锯片的硬质合金材料成分配置合理,使各 元素进行协同作用,并采用特定的制备方法,并采用热等静压、物理 气相沉积法等,由此制得的硬质合金圆锯片具有高刚度、高强度和高 硬度。
附图说明
图1为本发明硬质合金圆锯片的结构示意图。
图中,1:锯片基体;2:锯齿;3:消音散热细缝单元;4:膨胀 槽;5:紫铜钉;6:中心孔。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,结合附图对本发明的技术方案作进 一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
表1本发明实施例1-5硬质合金圆锯片的组成成分及其重量份
实施例1
混合:按表1中实施例1所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.3μm,钴粘结剂中含有 2%Mo及0.2%有机膨润土,并加入乙醇200ml湿磨至粉末粒度为1μ m得混合料浆,混合料浆过滤后,在120℃条件下干燥40min得混合 物;
压制成型:在压力为40MPa条件下,将混合物及0.02%成型剂投 入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为820℃,淬火时间为5分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧结 温度为1500℃,烧结结束后在温度为380℃条件下进行回火,回火时 间为5h回火结束后在温度为1500℃,压力为120MPa条件下热等静 压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在800℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆5μmTiCN与 B4C重量比为0.5:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例2:
混合:按表1中实施例2所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.32μm,钴粘结剂中含有 2.1%Mo及0.21%有机膨润土,并加入乙醇210ml湿磨至粉末粒度为 1.2μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在122℃条件下干燥41min得混合物;
压制成型:在压力为42MPa条件下,将混合物及0.022%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为823℃,淬火时间为5.5分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1520℃,烧结结束后在温度为384℃条件下进行回火,回火 时间为5.2h,回火结束后在温度为1515℃,压力为122MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在820℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆6.5μmTiCN 与B4C重量比为0.65:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例3
混合:按表1中实施例3所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.34μm,钴粘结剂中含有 2.2%Mo及0.22%有机膨润土,并加入乙醇220ml湿磨至粉末粒度为 1.4μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在124℃条件下干燥42min得混合物;
压制成型:在压力为44MPa条件下,将混合物及0.024%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为826℃,淬火时间为6分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧结 温度为1540℃,烧结结束后在温度为388℃条件下进行回火,回火时 间为5.4h,回火结束后在温度为1530℃,压力为124MPa条件下热等 静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在840℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆8μmTiCN与 B4C重量比为0.8:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例4:
混合:按表1中实施例4所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.36μm,钴粘结剂中含有 2.3%Mo及0.23%有机膨润土,并加入乙醇230ml湿磨至粉末粒度为 1.6μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在126℃条件下干燥43min得混合物;
压制成型:在压力为46MPa条件下,将混合物及0.026%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为829℃,淬火时间为6.5分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1560℃,烧结结束后在温度为392℃条件下进行回火,回火 时间为5.6h,回火结束后在温度为1545℃,压力为126MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在860℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆9.5μmTiCN 与B4C重量比为0.95:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例5
混合:按表1中实施例5所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.38μm,钴粘结剂中含有 2.4%Mo及0.24%有机膨润土,并加入乙醇240ml湿磨至粉末粒度为 1.8μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在128℃条件下干燥44min得混合物;
压制成型:在压力为48MPa条件下,将混合物及0.028%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为832℃,淬火时间为7分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧结 温度为1580℃,烧结结束后在温度为396℃条件下进行回火,回火时 间为5.8h,回火结束后在温度为1560℃,压力为128MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在880℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆11μmTiCN 与B4C重量比为1.1:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
表2本发明实施例6-10硬质合金圆锯片的组成成分及其重量份
实施例6:
混合:按表2中实施例6所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.40μm,钴粘结剂中含有 2.5%Mo及0.25%有机膨润土,并加入乙醇250ml湿磨至粉末粒度为2 μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在130℃条件下干燥45min得混 合物;
压制成型:在压力为50MPa条件下,将混合物及0.03%成型剂投 入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为835℃,淬火时间为7.5分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1600℃,烧结结束后在温度为400℃条件下进行回火,回火 时间为6h,回火结束后在温度为1575℃,压力为130MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在900℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆12.5μmTiCN 与B4C重量比为1.25:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例7:
混合:按表2中实施例7所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.42μm,钴粘结剂中含有 2.6%Mo及0.26%有机膨润土,并加入乙醇260ml/千克硬质合金湿磨 至粉末粒度为2.2μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在132℃条件 下干燥46min得混合物;
压制成型:在压力为52MPa条件下,将混合物及0.032%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为838℃,淬火时间为8分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧结 温度为1620℃,烧结结束后在温度为404℃条件下进行回火,回火时 间为6.2h,回火结束后在温度为1590℃,压力为132MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在920℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆14μmTiCN 与B4C重量比为1.4:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例8
混合:按表2中实施例8所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.44μm,钴粘结剂中含有 2.7%Mo及0.27%有机膨润土,并加入乙醇270ml湿磨至粉末粒度为 2.4μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在134℃条件下干燥47min得混合物;
压制成型:在压力为54MPa条件下,将混合物及0.034%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为841℃,淬火时间为8.5分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1640℃,烧结结束后在温度为408℃条件下进行回火,回火 时间为6.4h,回火结束后在温度为1605℃,压力为134MPa条件下 热等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在940℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆15.5μmTiCN 与B4C重量比为1.55:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例9
混合:按表2中实施例9所述的重量份数称取硬质合金材料加入 球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.47μm,钴粘结剂中含有 2.8%Mo及0.29%有机膨润土,并加入乙醇280ml湿磨至粉末粒度为 2.7μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在137℃条件下干燥49min得混合物;
压制成型:在压力为57MPa条件下,将混合物及0.037%成型剂 投入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二 醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为845℃,淬火时间为9.2分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1670℃,烧结结束后在温度为416℃条件下进行回火,回火 时间为6.7h,回火结束后在温度为1630℃,压力为137MPa条件下热 等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在970℃条件下焊接在锯片 基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆18μmTiCN 与B4C重量比为1.8:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
实施例10
混合:按表2中实施例10所述的重量份数称取硬质合金材料加 入球磨机中,其中碳化钨粉末的晶粒大小为0.5μm,钴粘结剂中含 有3.0%Mo及0.3%有机膨润土,并加入乙醇300ml湿磨至粉末粒度为 3μm得混合料浆,混合料浆过滤后,在140℃条件下干燥50min得混合物;
压制成型:在压力为60MPa条件下,将混合物及0.04%成型剂投 入锯齿模具中压制成型得到锯片锯齿坯件,其中成型剂为聚乙二醇;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件进行淬火处理,淬火温度 为850℃,淬火时间为10分钟;淬火结束后在真空中进行烧结,烧 结温度为1700℃,烧结结束后在温度为420℃条件下进行回火,回火 时间为7h,回火结束后在温度为1650℃,压力为140MPa条件下热等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、 膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉。
焊接:将锯片锯齿用Cu-Ag焊接材料在1000℃条件下焊接在锯 片基体上得锯片半成品。
磨削:用金刚石砂轮将锯齿自动磨削成FWF齿型。
涂覆:在锯片半成品表面采用物理气相沉积法涂覆20μmTiCN 与B4C重量比为2:1的涂层得到最终产品硬质合金圆锯片
对比例1:
选取市售硬质合金材料采用如实施例1中所述的方法制成硬质 合金圆锯片。
对比例2:
与实施例1的区别仅在于,该对比例硬质合金材料中不含有涂 层,即不需要进行最后的涂覆,其他与实施例1相同,此处不再累述。
对比例3:
与实施例1的区别仅在于,该对比例的硬质合金基体材料中不 含有GdLa,其他与实施例1相同,此处不再累述。
对比例4:
与实施例1的区别仅在于,该对比例的硬质合金基体材料中不 含有润滑剂,其他与实施例1相同,此处不再累述。
对比例5:
与实施例1的区别仅在于,该对比例硬质合金基体材料的钴粘 结剂中不含有Mo和有机膨润土,其他与实施例1相同,此处不再累 述。
对比例6
与实施例1的区别仅在于,该对比例在成型过程中不添加成型 剂,其他与实施例1相同,此处不再累述。
对上述实施例1-10及对比例1-6中制得的硬质合金圆锯片进行 性能检测,得到的数据如表3所示。
表3:实施例1-10及对比例1-6中硬质合金锯片的性能测试
通过对比可知,本发明采用硬质合金材料制成,硬质合金具有硬 度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,能 够保证该锯片具有良好的切割性能、同时切割强度高、韧性好,使用 寿命长。其中,在本发明硬质合金材料中,基体表面涂覆涂层,使硬 质合金材料具有极高的耐磨性和硬度,能允许制备而成的锯片采用较 高的切削速度,从而提高了加工效率。另外,本发明锯片锯齿采用 FWF型,能保证切削面光洁,不易崩刃,且有使用寿命长的优点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本 发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各 样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神 或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种硬质合金圆锯片,其特征在于,包括锯片基体、硬质合金锯齿,硬质合金锯齿焊接在锯片基体上,均匀地分布在锯片基体圆周,硬质合金圆锯片中心设有用来固定锯片的中心孔,所述的合金锯片基体内部均匀分布有至少四个消音散热细缝单元,锯齿底部有空间容屑槽,容屑槽底部均匀分布有至少四个有激光切割的膨胀槽直线和圆孔组合,膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉;硬质合金圆锯片由硬质合金材料制成,硬质合金材料包括硬质合金基体和涂层,所述硬质合金材料包括如下重量份的成分:碳化钨粉末75-80份,钴粘结剂5-10份,GdLa0.5-1份,Ru0.2-0.3份,润滑剂0.5-0.8份。
2.根据权利要求1所述的硬质合金圆锯片,其特征在于,涂层为TiCN与B4C按重量比0.5-2:1的混合物通过涂覆形成。
3.根据权利要求1或2所述的硬质合金圆锯片,其特征在于,所述涂层的厚度为5-20μm。
4.根据权利要求1所述的硬质合金圆锯片,其特征在于,所述碳化钨粉末的晶粒大小为0.3-0.5μm。
5.根据权利要求1所述的硬质合金圆锯片,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、低分子聚乙烯蜡中一种或几种。
6.根据权利要求1所述的硬质合金圆锯片,其特征在于,所述粘结剂中含有2-3%Mo和0.2-0.3%有机膨润土,其余为钴。
7.一种硬质合金圆锯片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
混合:将如如权利要求1所述的硬质合金材料加入球磨机中湿磨得混合料浆,混合料浆过滤、干燥得混合物;
压制成型:将混合物分别投入锯片基体模具和锯片锯齿模具中压制成型得到锯片基体坯件和锯片锯齿坯件,成型的同时加入成型剂;
烧结:将锯片基体坯件和锯片锯齿坯件在真空中进行烧结,烧结后热等静压得到锯片基体和锯片锯齿;
切割铆钉:利用激光切割,将锯片基体中的消音散热细缝单元、膨胀槽直线和圆孔组合切割得到;并在膨胀槽下端圆孔铆紧紫铜钉;
焊接:将锯片锯齿焊接在锯片基体上得锯片半成品;
磨削:将半成品采用自动磨削技术,磨出锯齿的各个角度;
涂覆:在锯片半成品表面涂覆涂层得到最终产品硬质合金圆锯片。
8.根据权利要求7所述的硬质合金圆锯片制备方法,其特征在于,成型时成型剂的加入量占硬质合金基体总质量的0.02-0.04%。
9.根据权利要求8所述的硬质合金圆锯片制备方法,其特征在于,所述的成型剂为聚乙二醇。
10.根据权利要求7所述的硬质合金圆锯片制备方法,其特征在于,锯片基体坯件和锯片锯齿坯件烧结前还包括淬火处理,淬火温度为820-850℃,淬火时间为5-10分钟;烧结后热等静压前还包括回火处理,回火温度为380-420℃,回火时间为5-7h。
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