CN112693014A - 一种岩板切割专用的复合金刚石切割片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩板切割专用的复合金刚石切割片及其制造方法，切割片包括五片式扇形结合节块和专用减薄基体，切割片制造方法包括切割片节块复合预合金粉的配比、切割片节块金刚石粒度的级配、切割片节块烧结工艺的设定和切割片减薄基体的尺寸设计。将五片式结合节块利用高频焊接机焊接在专用减薄基体的节齿上，使节块在基体上均匀分布，具有一定的动平衡性。使用该切割片适用于对岩板进行切割，具有很好的锋利度，切割效率高，使用寿命久，无崩边现象，解决了传统岩板切割存在的切割效率低且易崩边的问题，是该类硬脆材料切割成装饰建材过程中降低废品率的好帮手。

Description

一种岩板切割专用的复合金刚石切割片及其制造方法

技术领域

本发明涉及超硬材料制品技术领域，具体指一种岩板切割专用的复合金刚石切割片及其制造方法。

背景技术

岩板是一种新型人造清洁家装材料，是在高温高压下将黏土作为原料烧结而成，具有密度小、硬度高、耐磨损、耐腐蚀、吸水率小等特点，主要应用在装饰背景墙、地板、家具卫具等领域。

因其属于硬脆型板材，在切割时极易出现崩裂、崩边、崩底等现象，十分影响其装饰外观。现有加工方法基本上采用水刀切割，该方法切割速度慢、设备维护及成本高、操作技术要求高。部分采用红外线桥切机搭配普通切割片使用，切割速度慢、极易崩边和崩底、切割噪音大，对工作环境造成影响且板材成材率很低。

优点亦是缺点，其难加工的特性限制了岩板在很多领域的应用，也使得岩板制品的价格十分昂贵，将加工简单化、提高成品率同时降低成本成为该行业一直需要解决的问题。而普通切割片采用石材切割片的配方和工艺，结构单一，达不到岩板加工的要求，上下游供需不匹配的问题一直存在，解决这些问题迫在眉睫。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种岩板切割专用的复合金刚石切割片及其制造方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明一方面提供一种岩板切割专用的复合金刚石切割片，包括五片式扇形结合节块和专用减薄基体，其特征在于，所述五片式扇形结合节块包括两层边层、两层夹层和一层中层，专用减薄基体由金属基体制成。

进一步的，所述边层的金刚石含量在16％～30％之间，夹层的金刚石含量在0～20％之间，中层的金刚石含量在10％～20％之间。

进一步的，所述专用减薄基体半径为10～20cm，四周减薄中间加固，所述减薄范围由外向内在5～10cm之间，所述加固范围由内向外在5～10cm 之间。

进一步的，所述减薄处厚度为1.2mm～2mm之间，所述加固处厚度为2.2mm～3.5mm之间。

进一步的，所述专用减薄基体具有密齿形结构和鱼钩槽，密齿形结构的齿距在0.2mm～2mm之间，鱼钩槽连接密齿形结构的齿缝。

本发明另一方面提供一种上述岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，所述复合金刚石切割片包括五片式扇形结合节块和专用减薄基体，五片式扇形结合节块的制造方法包括以下步骤：混配预合金粉末、设计金刚石粒度级配和烧结工艺；专用减薄基体的制造方法包括以下步骤：设计密齿形结构和鱼钩槽、设计减薄范围和设计加固范围。

进一步的，所述预合金粉末包括20wt％～50wt％的FeCoCu预合金粉末，20wt％～50wt％的CuSn预合金粉末，0wt％～20wt％的CuSnSi预合金粉末，0wt％～20wt％的CuZn7030预合金粉末，0wt％～10wt％的W单质金属粉末，0wt％～10wt％的Ni单质金属粉末，0wt％～10wt％的Fe单质金属粉末。

进一步的，岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述金刚石粒度级配包括0wt％～20wt％的40/45粒度金刚石颗粒， 0wt％～40wt％的60/70粒度金刚石颗粒，40wt％～90wt％的70/80粒度金刚石颗粒，0wt％～40wt％的80～100粒度金刚石颗粒。

进一步的，岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述烧结工艺包括三段保温式工艺模式，第一段保温温度为 500℃～650℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第二段保温温度为 700℃～750℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第三段保温温度为 780℃～850℃之间，保温时长为1min～3min之间。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：本发明提供的复合金刚石切割片具有专用减薄基体是一种四周减薄中间加固的密齿型鱼钩槽降噪金属基体，基体减薄能有效减少切割片在工作中基体与岩板之间的摩擦，基体加固能有效提高切割片在工作中的稳定性，降低内应力造成的不稳定性，密齿型结构使切割片在工作时具有连续性，切割顺畅不打滑，鱼钩槽有很好的降噪容屑及散热功能，能够使工作环境更加舒适。本发明提供的复合金刚石切割片具有根据复合预合金粉胎体配方和特殊金刚石粒度级配制备成的复合金刚石节块即五片式扇形结合节块，复合预合金粉胎体配方具有低温烧结，节能降耗的特点，能提高该切割片工作时的锋利度，对金刚石的把持力很高，对节块的使用寿命有较大的提高。

本发明采用新型预合金属粉配方及金刚石粒度配比、定制烧结工艺、专用结块结构，配合常用红外线桥切机进行切割，切割效率较普通切割片提高了27.8％，解决了岩板切割效率低、切边效果差的问题，大大提高了岩板切割的成材率，节约成本，且具有加工精度高、加工噪音小和通用性强的特点，在硬脆板材加工领域得到广泛的应用。

附图说明

图1为本发明实施例1岩板切割专用的复合金刚石切割片的局部结构示意图；

图1中的附图标记为：1-减薄过渡层；2-节块；3-鱼钩槽。

图2为本发明实施例1岩板切割专用的复合金刚石切割片的五片式扇形结合节块的结构示意图；

图2中的附图标记为：1-边层；2-夹层；3-中层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

金刚石的粒度级配：取37g 70/80粒度的金刚石颗粒和13g 80/100 粒度的金刚石颗粒混合均匀，标为料1。

复合预合金胎体的配方：取76g FeCoCu合金粉，其中Cu的质量分数为60wt％，Fe的质量分数为25wt％，余量为Co；取100g CuSn合金粉，其中Cu的质量分数为80wt％，余量为Sn；取14.0g CuSnSi合金粉，其中Sn的质量分数为15wt％，Si的质量分数为3wt％，余量为Cu；取10.0 g单质Ni粉，加入1.0g石墨粉作为造孔剂，重复混合三组，混合后分别标为料2、料3、料4。

节块边层的冷压成型：选择型号为40.8/38.5×2.4×12的扇形金属定制模具，取28g料1加入料2中，加入三维混料机中混合25min后取出，标为料5。将料5装入冷压机料斗中，设置层重为1.62g，控制压力，使得边层厚度为0.58mm～0.60mm之间，厚度偏小有利于竖压模具的装模。

节块中层的冷压成型：选择型号为40.8/38.5×2.4×12的扇形金属定制模具，取16g料1加入料3中，加入三维混料机中混合25min后取出，标为料6。将料6装入冷压机料斗中，设置层重为1.09g，控制压力，使得边层厚度为0.38mm～0.40mm之间，厚度偏小有利于竖压模具的装模。

节块夹层的冷压成型：选择型号为40.8/38.5×2.4×12的扇形冷压金属定制模具，将料3装入冷压机料斗中，设置层重为1.10g，控制压力，使得边层厚度为0.38mm～0.40mm之间，厚度偏小有利于竖压模具的装模。

节块的装模:选择型号为40.8/38.5×2.4×8的扇形石墨竖压定制模具，将冷压成型的边层、夹层和中层按照边层-夹层-中层-夹层-边层的顺序进行组装，放置在竖压定制模具中，盖好压头锁紧模框，使模具整体平整无缝隙，上压头高出平面约4mm。

节块的热压烧结:将模框放置在自动热压机上，设置工艺路线为 500℃，20kN保温保压30s；90s升温保压至720℃；720℃保温保压 30s，90s升温升压至830℃，75kN；830℃保温保压150s，启动自动热压机，待节块烧结完成以后，将模框放置自然冷却至常温进行拆解，挑选出节块。

节块的抛磨及筛选:对节块进行抛磨，将焊接面打磨光滑，用于焊接。选择节块厚度为2.38mm～2.4mm及质量为6.30～6.50g的合格品，进行密封存储，防止生锈。

减薄基体的定制:取厚度为2.4mm、直径为340mm、内孔直径为50 mm的金属基体，由内向外，厚度2.4mm的不加工层直径为150mm，由 2.4mm向1.6mm的减薄过渡层直径为290mm，剩余外圈为厚度1.6mm 的薄层。定制基体为27齿，齿距为1.2mm，齿距中间加工鱼钩槽。

切割片的焊接成型:将节块放置在自动焊接机的传送带上，固定好减薄基体，使节块可以自动传送到基体的节齿上，控制节块与基体的偏差在 0.03mm之内，装好焊料及助焊剂，设置焊接参数，启动高频自动焊接机，将节块与基体焊接在一起。

切割片的后处理与检测:将切割片放置在开刃机上进行开刃，开刃后放置在抛磨机上进行打磨抛光，将基体上的锈渍抛磨干净后，放置在应力检测机上进行检测，检测合格后进行包装。

切割片的使用:将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，放置一块长180cm、厚12mm的灰色规格岩板，测试其进给速度为 1.08m/min，没有出现崩边现象，切割的灰色规格岩板边沿外观表现良好。

将切割片进行打磨开刃，然后安装在自动桥切机上，放置一块长64 cm、厚6mm的白色规格岩板，该白色规格岩板硬度比灰色规格岩板更高，测试其进给速度为1.6m/min，没有出现崩边现象，切割的白色规格岩板边沿外观表现良好，进给速度更快。

如图1所示为实施例1岩板切割专用的复合金刚石切割片的局部结构示意图，切割片基体周边减薄处为减薄过渡层1，在切割过程中可以防止基体与岩板产生摩擦发热从而导致切割速度下降，切割寿命降低；切割片的节块2起主要的切割作用，其密齿型结构使切割具有极好的连续性和稳定性；鱼钩槽3为切割片减震消音缝，能降低切割片与岩板之间的碰撞和震动，降低噪音。

如图2所示为实施例1岩板切割专用的复合金刚石切割片的五片式扇形结合节块的结构示意图，五片式扇形结合结块包括两层边层1、两层夹层2和一层中层3。

本发明的复合金刚石切割片具有专用减薄基体，基体减薄有效减少切割片在工作中基体与岩板之间的摩擦，基体加固有效提高切割片在工作中的稳定性，降低内应力造成的不稳定性，密齿型结构使切割片在工作时具有连续性，切割顺畅不打滑，鱼钩槽有很好的降噪容屑及散热功能，使工作环境更加舒适。所采用的复合预合金粉胎体配方复合预合金粉胎体配方具有低温烧结，节能降耗的特点，提高切割片工作时的锋利度，对金刚石的把持力很高，对节块的使用寿命有较大的提高。复合金刚石切割片的制造方法适用于岩板这种硬脆人造材料的加工，加工精度高，无崩边现象，节约材料成本，加工效率高，使用寿命长，其五片式节块热压成型具有很高的锋利度。使用切割片对岩板进行切割时，切割片与岩板之间的摩擦力大大减少，节块的高锋利度使得加工效率提高，且不会使岩板出现崩边现象，加工效果突出。本发明的岩板切割专用的复合金刚石切割片可适用于各类规格、性能及材质的岩板材料的加工切割，无崩边，切割效率快。

需说明，在上文的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

Claims (9)

1.一种岩板切割专用的复合金刚石切割片，包括五片式扇形结合节块和专用减薄基体，其特征在于，所述五片式扇形结合节块包括两层边层、两层夹层和一层中层，专用减薄基体由金属基体制成。

2.根据权利要求1所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片，其特征在于，所述边层的金刚石含量在16％～30％之间，夹层的金刚石含量在0～20％之间，中层的金刚石含量在10％～20％之间。

3.根据权利要求2所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片，其特征在于，所述专用减薄基体半径为10～20cm，四周减薄中间加固，所述减薄范围由外向内在5～10cm之间，所述加固范围由内向外在5～10cm之间。

4.根据权利要求3所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片，其特征在于，所述减薄处厚度为1.2mm～2mm之间，所述加固处厚度为2.2mm～3.5mm之间。

5.根据权利要求4所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片，其特征在于，所述专用减薄基体具有密齿形结构和鱼钩槽，密齿形结构的齿距在0.2mm～2mm之间，鱼钩槽连接密齿形结构的齿缝。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述复合金刚石切割片包括五片式扇形结合节块和专用减薄基体，五片式扇形结合节块的制造方法包括以下步骤：配置预合金粉末、设计金刚石粒度级配和烧结；专用减薄基体的制造方法包括以下步骤：设计密齿形结构和鱼钩槽、设计减薄范围和设计加固范围。

7.根据权利要求6所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述预合金粉末包括20wt％～50wt％的FeCoCu预合金粉末，20wt％～50wt％的CuSn预合金粉末，0wt％～10wt％的CuSnSi预合金粉末，0wt％～20wt％的CuZn7030预合金粉末，0wt％～10wt％的W单质金属粉末，0wt％～10wt％的Ni单质金属粉末，0wt％～10wt％的Fe单质金属粉末。

8.根据权利要求6所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述金刚石粒度级配包括0wt％～20wt％的40/45粒度金刚石颗粒，0wt％～40wt％的60/70粒度金刚石颗粒，40wt％～90wt％的70/80粒度金刚石颗粒，0wt％～40wt％的80～100粒度金刚石颗粒。

9.根据权利要求6所述的岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述烧结工艺包括三段保温式工艺模式，第一段保温温度为500℃～650℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第二段保温温度为700℃～750℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第三段保温温度为780℃～850℃之间，保温时长为1min～3min之间。

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