CN107379277A - 金刚石锯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金刚石锯片，属于金刚石加工工具的技术领域。本发明的金刚石锯片，包括圆形基体，圆盘形基体包括位于基体边缘的侧圆周表面，并且侧圆周表面上分布有多个金刚石刀头，多个金刚石刀头中的每一个均由硬质研磨部和金刚石切削部组成。本发明的金刚石锯片不仅可减少金刚石磨料的用量，节约材料成本，而且对于大理石、花岗岩、混凝土、陶瓷等材料的高速切削性能更佳，切割性能更稳定。

Description

金刚石锯片
技术领域
本发明涉及金刚石加工工具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种金刚石锯片。
背景技术
金刚石是世界上发现并在工业上能够大量使用的最硬的材料，而金刚石切削工具已经成为加工各种坚硬材料不可或缺的材料。金刚石切削工具是将金属粉末和人造金刚石颗粒相混合，经压制和烧结而成。而且随着社会不断发展，基础化建设规模不断扩大，也给金刚石工具提供了更加广阔的应用市场。而金刚石切削工具中，金刚石锯片的使用范围最广，金刚石锯片已广泛应用于大理石、花岗岩、混凝土，沥青，陶瓷、玻璃、珠宝玉石，半导体等材料切割加工。随着技术的不断发展，对切割效率和切割速率的要求也越来越高。为了提高金刚石锯片的切割性能，设计人员通常从锯片的结构设计或所采用的钎料两个角度来考虑。对于钎料而言，其一方面的作用是将耐磨材料连接成网格骨架把持金刚石；第二方面的作用是随着金刚石的磨耗而磨耗，使金刚石正常出刃。钎料除了具有一定的硬度、韧性和耐磨性以外，如果对金刚石具有一定的浸润性，将极大的提高金刚石的出刃高度，从而改善磨削性能。现有技术中普遍采用的预合金粉末虽然能够提高金刚石与金属结合剂的把持力和浸润性，但其在高速切削条件下自锐性较差，从而导致切割效率不佳。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种金刚石锯片。
一种金刚石锯片，包括圆盘形基体，所述圆盘形基体包括位于基体边缘的侧圆周表面，并且所述侧圆周表面上分布有多个金刚石刀头；其特征在于：所述多个金刚石刀头中的每一个均由硬质研磨部和金刚石切削部组成。
其中，所述硬质研磨部与所述金刚石切削部的高度和厚度相同，而沿着所述圆盘形基体外圆周方向的长度比为1∶8～1∶20。
其中，所述硬质研磨部和金刚石切削部通过烧结工艺一体成型。
其中，相邻的金刚石刀头之间设置有从所述侧圆周表面向内沿着圆盘形基体圆心方向延伸的排屑槽。
其中，所述排屑槽由一个梯形缺口和一个U形槽组成。
其中，所述多个金刚石刀头均匀分布在所述侧圆周表面上。
其中，所述金刚石刀头通过钎焊工艺设置在所述侧圆周表面上。
其中，所述硬质研磨部由未预合金化的硬质钎料经过冷压和烧结而成，并且其中不含金刚石磨粒。
其中，所述金刚石切削部由预合金化的钎料和金刚石磨粒混合后经过冷压和烧结而成。
其中，所述未预合金化的硬质钎料中添加有致孔剂。
本发明所述的金刚石锯片具有以下有益效果：
本发明的金刚石锯片不仅可减少金刚石磨料的用量，节约材料成本，而且对于大理石、花岗岩、混凝土、陶瓷等材料的高速切削性能更佳，切割性能更稳定、使用寿命更长。
附图说明
图1为本发明所述的金刚石锯片的结构示意图。
图2为本发明的金刚石锯片中的金刚石刀头的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的金刚石锯片做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如附图1-2所示，本发明的金刚石锯片，包括圆盘形基体10，圆盘形基体10包括位于基体边缘的侧圆周表面，并且所述侧圆周表面上均匀分布有多个通过钎焊工艺连接的金刚石刀头20。相邻的金刚石刀头20之间设置有从所述侧圆周表面向内沿着圆盘形基体圆心方向延伸的排屑槽30，并且所述排屑槽由一个梯形缺口和一个U形槽组成。所述多个金刚石刀头20中的每一个均由硬质研磨部21和金刚石切削部22组成，所述硬质研磨部与所述金刚石切削部的高度和厚度相同，而沿着所述圆盘形基体外圆周方向的长度比为1∶8～1∶20，所述硬质研磨部和金刚石切削部通过烧结工艺一体成型。采用本发明的金刚石锯片对大理石、花岗岩、混凝土、陶瓷等硬质材料进行切削时，所述的硬质研磨部沿着切削方向会产生硬质的研磨颗粒，从而有助于金刚石切削部露出的金刚石磨粒的自锐化，从而可以改进金刚石刀头在高速切削条件下的切削性能。
本发明金刚石锯片制造工序如下：
1.基体加工
根据图纸要求，激光切割圆盘形65Mn钢基体，然后打磨平整。
2.金刚石刀头制备
分别按照配比称量未预合金化的硬质钎料(包括液体石蜡致孔剂)混合均匀，和由预合金化的钎料和金刚石磨粒(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)混合均匀；然后将它们按先后顺序分别放入金刚石刀头模具中(长度比为1∶8～1∶20)冷压成金刚石坯体然后通过热压烧结成型，热压烧结温度为810～850℃，压力320～350kg/cm2，保温时间180秒。
3.激光焊接
将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基***置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测。
4.打磨、喷漆、检验
然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，将焊接后金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
实施例1
本实施例采用由31(重量)％的铜粉、5.2(重量)％的镍粉、4.2(重量)％的钴粉、3.6(重量)％的锡粉、1.0(重量)％的铬粉、3.0(重量)％的碳化钨粉、1.0wt％的液体石蜡和余量的铁粉机械混合而成的硬质钎料作为制备硬质研磨部的原料。采用由31(重量)％的铜粉、5.2(重量)％的镍粉、4.2(重量)％的钴粉、3.6(重量)％的锡粉、1.0(重量)％的铬粉、1.5(重量)％的铈铜合金粉，以及53.5(重量)％的铁粉为原料制备的直径为10μm以下的气雾化粉末作为预合金粉，并添加粒度为35/40的金刚石颗粒(浓度为100％)作为制备金刚石切削部的原料。将它们按先后顺序分别放入金刚石刀头模具中(配料使得硬质研磨部与金刚石切削部长度比为1∶10)冷压成金刚石坯体然后通过热压烧结成型，热压烧结温度为850℃，压力320kg/cm2，保温时间180秒。然后采用砂轮砂带打磨金刚石刀头，将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基***置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
实施例2
本实施例采用由15(重量)％的铜粉、11.2(重量)％的镍粉、1.2(重量)％的钴粉、3.0(重量)％的碳化钨粉、1.0wt％的液体石蜡和余量的铁粉机械混合而成的硬质钎料作为制备硬质研磨部的原料。采用由15(重量)％的铜粉、11.2(重量)％的镍粉、1.2(重量)％的钴粉以及余量的铁粉为原料制备的直径为5μm以下的电解粉末作为预合金粉，并添加粒度为35/40的金刚石颗粒(浓度为100％)作为制备金刚石切削部的原料。将它们按先后顺序分别放入金刚石刀头模具中(配料使得硬质研磨部与金刚石切削部长度比为1∶15)冷压成金刚石坯体然后通过热压烧结成型，热压烧结温度为850℃，压力320kg/cm2，保温时间180秒。然后采用砂轮砂带打磨金刚石刀头，将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基***置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
对比例1
与实施例1的不同之处在于金刚石刀头由金刚石切削部构成，且采用由31(重量)％的铜粉、5.2(重量)％的镍粉、4.2(重量)％的钴粉、3.6(重量)％的锡粉、1.0(重量)％的铬粉、1.5(重量)％的铈铜合金粉，以及53.5(重量)％的铁粉为原料制备的直径为10μm以下的气雾化粉末作为预合金粉，并添加粒度为35/40的金刚石颗粒(浓度为100％)作为制备所述金刚石切削部的原料。将原料放入金刚石刀头模具中冷压成金刚石坯体然后通过热压烧结成型，热压烧结温度为850℃，压力320kg/cm2，保温时间180秒。然后采用砂轮砂带打磨金刚石刀头，将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基***置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
对比例2
与实施例2的不同之处在于金刚石刀头由金刚石切削部构成，且采用由15(重量)％的铜粉、11.2(重量)％的镍粉、1.2(重量)％的钴粉以及余量的铁粉为原料制备的直径为5μm以下的电解粉末作为预合金粉，并添加粒度为35/40的金刚石颗粒(浓度为100％)作为制备所述金刚石切削部的原料。将原料放入金刚石刀头模具中冷压成金刚石坯体然后通过热压烧结成型，热压烧结温度为850℃，压力320kg/cm2，保温时间180秒。然后采用砂轮砂带打磨金刚石刀头，将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基***置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
对实施例1～2以及对比例1～2制备得到的直径为250mm的金刚石锯片在空冷条件下对中等硬度的花岗岩板材进行切削实验，其在切割速度分别为4.5m/min、5.0m/min时的切割寿命如表1所示。
对实施例1～2以及对比例1～2制备得到的直径为250mm的金刚石锯片在空冷条件下对中等硬度的水泥混凝土进行切削实验，其在切割速度分别为5.0m/min、7.0m/min时的切割寿命如表2所示。
表1
切割速度 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
4.5m/min 612 593 619 603
5.0m/min 589 573 566 543
表2
切割速度 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
5.0m/min 1862 1795 1883 1782
7.0m/min 1813 1722 1603 1556
实验表明在高速切削条件下，本发明所述的具有硬质研磨部和金刚石切削部的金刚石刀头锯片能够表现出更好的使用寿命。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金刚石锯片，包括圆盘形基体，所述圆盘形基体包括位于基体边缘的侧圆周表面，并且所述侧圆周表面上分布有多个金刚石刀头；其特征在于：所述多个金刚石刀头中的每一个均由硬质研磨部和金刚石切削部组成。
2.根据权利要求1所述的金刚石锯片，其特征在于：所述硬质研磨部与所述金刚石切削部的高度和厚度相同，而沿着所述圆盘形基体外圆周方向的长度比为1∶8～1∶20。
3.根据权利要求1所述的金刚石锯片，其特征在于：所述硬质研磨部和金刚石切削部通过烧结工艺一体成型。
4.根据权利要求1所述的金刚石锯片，其特征在于：所述多个金刚石刀头均匀分布在所述侧圆周表面上。
5.根据权利要求1所述的金刚石锯片，其特征在于：相邻的金刚石刀头之间设置有从所述侧圆周表面向内沿着圆盘形基体圆心方向延伸的排屑槽。
6.根据权利要求5所述的金刚石锯片，其特征在于：所述排屑槽由一个梯形缺口和一个U形槽组成。
7.根据权利要求1所述的金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石刀头通过钎焊工艺设置在所述侧圆周表面上。
8.根据权利要求3所述的金刚石锯片，其特征在于：所述硬质研磨部由未预合金化的硬质钎料经过冷压和烧结而成，并且其中不含金刚石磨粒。
9.根据权利要求3所述的金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石切削部由预合金化的钎料和金刚石磨粒混合后经过冷压和烧结而成。
10.根据权利要求8所述的金刚石锯片，其特征在于：所述未预合金化的硬质钎料中添加有致孔剂。
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