CN101590566A - 一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法 - Google Patents

Abstract

一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，将65Mn钢基体与金刚石刀头的焊接面涂上焊药，中间再放上焊料，然后将高频感应焊机通电加热8～12秒至焊料熔化并铺满焊缝后断电冷却，完成焊接，其中焊料为CuZnMn铜基焊片，金刚石刀头为烧结温度为850℃～950℃的产品料号，且焊接时钢基体两侧设置有循环冷却系统。使用本方法焊接的金刚石锯片的焊接强度及使用寿命均能达到或超过用银焊片焊接的产品的焊接强度及使用寿命，解决了一直以来金刚石锯片的焊接成本居高不下的难题，大大降低企业的生产成本。

Description

一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法

技术领域

本发明涉及一种焊接金刚石锯片的方法，特别是一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法。

背景技术

金刚石的高硬度和优良物理机械性能使得金刚石锯片成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具，而钢基体与金刚石刀头的结合力是影响金刚石锯片的使用寿命和性能的主要因素之一，但钢基体与金刚石刀头的结合力主要是通过钎焊料和焊接工艺决定。目前应用最为广泛的焊接工艺为高频感应钎焊，钎焊料则采用具有良好浸润性和结合强度的银基钎焊料，由于金刚石锯片的应用广泛，所以对银焊料的需求极大，但银的成本高昂，大量使用银焊料一是使金刚石锯片的焊接成本居高不下，二是造成银资源的短缺。铜焊料虽然也具有良好的浸润性和结合强度，但由于其熔点高，在焊接金刚石锯片时容易造成金刚石刀头表面碳化，且使钢基体变形严重矫正困难，焊接的产品质量差，虽然成本远低于银焊料，但一直没有用作焊接金刚石锯片的钎焊料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，使用本方法焊接的金刚石锯片的焊接强度及使用寿命均能达到或超过原用银焊片焊接的产品的焊接强度及使用寿命，解决了一直以来金刚石锯片的焊接成本居高不下的难题，大大降低企业的生产成本。

本发明的技术方案如下：

一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，先将钢基体与金刚石刀头的焊接面涂上焊药，中间再放上焊料，然后将高频感应焊机通电加热至焊料熔化，待焊料铺满焊缝后断电冷却，完成焊接，其中

所述焊料为CuZnMn铜基焊片；

钢基体为65Mn钢，经正火温度560℃、时间2小时热处理后，使其应力值为-0.01∽-0.04mm，焊接后校正容易；

金刚石刀头选用烧结温度为850℃∽950℃的产品料号，加热时可降低对金刚石的损失，减少金刚石表面碳化；

焊接通电加热时间为8∽12秒，能使焊料熔化并铺满焊缝，同时避免加热时间长造成基体变形严重、校平困难、刀头长时间暴露在高温空气中使刀头的胎体氧化和金刚石石墨化等现象；

焊接时钢基体两侧设置循环冷却系统，以迅速带走铜焊时产生的热量，使其对基体变形程度的影响降到最低。

进一步所述循环冷却系统为置于钢基体两侧的两个铝盘冷却套，所述铝盘冷却套加装于高频感应焊机上。

优化的实施方式为铝盘冷却套为铝盘内置循环冷却水路，且铝盘中心设有与焊轴相应的孔并可套装于焊轴上，焊接前将钢基体套装在两个铝盘冷却套中间，用螺丝将冷却套中心与焊架紧固。使铝盘冷却套与钢基体紧密接触，焊接时能迅速散热，降低铜焊产生的热量造成基体的变形，且结构简单、安装方便。

进一步所述铜焊片牌号为FBM-29，此种铜焊片具有良好的流动性和浸润性。

更进一步所述高频感应焊机为采用26KW高频感应焊机，且感应圈为闭环感应圈，相比现有的开式感应圈更节能。

采用本发明的方法用铜焊片代替银焊片焊接金刚石锯片，有效解决了铜焊温度过高造成锯片基体变形严重、金刚石锯片碳化严重的问题，其焊接强度可达到1100Mpa，而常规使用银焊片焊接的金刚石锯片的焊接强度为890MPa，使用寿命也能达到常规水平。但银焊片价格约2000元/Kg，而铜焊片价格约300元/Kg，按年产锯片10万片计算，仅焊片一项即可为锯片生产厂家节省资金100万左右，大大降低了企业的生产成本，具有极大的市场价值。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明所使用的铝盘冷却套的结构示意图；

图2为图1的A-A向视图。

图中：

1、下底盘；2、上底盘；3、进出水口；4、六角螺栓；5、中心孔。

具体实施方式

实施例1：

一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其中钢基体为65Mn钢，经正火温度560℃、时间2小时热处理后，其焊接后的应力值为-0.01∽-0.04mm，校正容易；金刚石刀头选用烧结温度为850℃的产品料号；钎焊料为牌号为FBM-29的CuZnMn铜基焊片；焊接工装设备经过改造，改造一高频感应焊机为26KW高频感应焊机，将感应圈改现有的开式感应圈为闭环感应圈，以减少热量的损失，在相同功率的情况下加快加热速度，降低耗电量，同时将通电加热时间控制为8秒，既能保证焊料更好的铺满焊缝，也能防止由于加热时间过长导致金刚石表面碳化严重，降低产品质量；改造二为加装了如图1和2所示的铝盘冷却套，铝盘冷却套为下底盘1与上底盘2通过六角螺栓4与密封胶禁锢在一起而组成的，铝盘冷却套内置循环冷却水路，通过进出水口3达到使水循环冷却的目的，铝盘中心设有与焊轴相应的孔5并可套装于焊轴上，焊接前先将一个铝盘冷却套固定在焊轴上，然后将钢基体装在焊轴上，之后再套上另一个铝盘冷却套，安装时须注意将两个铝盘冷却套的上底盘面1均与基体接触，用六角螺栓4再将铝盘冷却套中心与焊架紧固，使两个铝盘冷却套均与钢基体紧密接触。

焊接时先将钢基体与金刚石刀头的焊接面涂上焊药，中间再放上铜焊片，然后将高频感应焊机通电加热，同时启动循环冷却系统使铝盘冷却套内水流循环散热，以最大限度地降低铜焊产生的热量对基体变形程度的影响，待焊料熔化并全部充满焊缝后断电冷却，完成焊接。

实施例2：

一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其中钢基体为65Mn钢，经正火温度560℃、时间2小时热处理后，其焊接后的应力值为-0.01∽-0.04mm，校正容易；金刚石刀头选用烧结温度为950℃的产品料号；钎焊料为牌号为FBM-29的CuZnMn铜基焊片；高频感应焊机为26KW高频感应焊机，改造一为将感应圈改现有的开式感应圈为闭环感应圈，以减少热量的损失，在相同功率的情况下加快加热速度，降低耗电量，同时将加热时间控制为12秒，既能保证焊料更好的铺满焊缝，也能防止由于加热时间过长导致金刚石表面碳化严重，降低产品质量；改造二为加装了如图1和2所示的铝盘冷却套，铝盘冷却套为下底盘1与上底盘2通过六角螺栓4与密封胶禁锢在一起而组成的，铝盘冷却套内置循环冷却水路，通过进出水口3达到使水循环冷却的目的，铝盘中心设有与焊轴相应的孔5并可套装于焊轴上，焊接前先将一个铝盘冷却套固定在焊轴上，然后将钢基体装在焊轴上，之后再套上另一个铝盘冷却套，安装时须注意将两个铝盘冷却套的上底盘面1均与基体接触，用六角螺栓4再将铝盘冷却套中心与焊架紧固，使两个铝盘冷却套均与钢基体紧密接触。

焊接时先将钢基体与金刚石刀头的焊接面涂上焊药，中间再放上铜焊片，然后将高频感应焊机通电加热，同时启动循环冷却系统使铝盘冷却套内水流循环散热，待焊料熔化并全部充满焊缝后断电冷却，完成焊接。

本发明的焊接方法解决了常规铜焊造成的基体变形严重及锯片碳化的问题，焊接后金刚石锯片的焊接强度能达到1100Mpa，金刚石锯片的使用寿命也能达到甚至超过由银焊片钎焊的金刚石锯片的使用寿命，但银焊片价格约2000元/Kg，而铜焊片价格约300元/Kg，按年产锯片10万片计算，仅焊片一项即可为锯片生产厂家节省资金100万左右，采用本发明方法在大大节省银资源的同时也能保证金刚石锯片的焊接质量，具有广阔的市场前景。

Claims (5)

1、一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，先将钢基体与金刚石刀头的焊接面涂上焊药，中间再放上焊料，然后将高频感应焊机通电加热至焊料熔化，待焊料铺满焊缝后断电冷却，完成焊接，其特征在于，所述焊料为CuZnMn铜基焊片，且

钢基体为65Mn钢；

金刚石刀头为烧结温度为850℃∽950℃的产品料号；

焊接通电加热时间为8∽12秒；

焊接时钢基体两侧设置有循环冷却系统。

2、根据权利要求1所述的一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其特征在于，所述循环冷却系统为置于钢基体两侧的两个铝盘冷却套，所述铝盘冷却套加装于高频感应焊机上。

3、根据权利要求2所述的一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其特征在于，所述铝盘冷却套为铝盘内置循环冷却水路，且铝盘中心设有与焊轴相应的孔并可套装于焊轴上，焊接前将钢基体套装在两个铝盘冷却套中间，用螺丝将冷却套中心与焊架紧固。

4、根据权利要求1所述的一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其特征在于，所述铜焊片牌号为FBM-29。

5、根据权利要求1所述的一种用铜焊片焊接金刚石锯片的方法，其特征在于，所述高频感应焊机为26KW高频感应焊机，且焊接工装的感应圈为闭环感应圈。

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