CN101758560A - 大理石切割锯片及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及粉末冶金领域的一种超硬工具及其制备方法，特别是一种大理石切割锯片及其制备方法。该锯片包括基体(1)和刀头(2)，其中刀头(2)由胎体粉和金刚石颗粒混合后热压烧结成型，其中胎体粉成分为Cu 65-75wt％、Sn 10-25wt％、Co 5-20wt％；金刚石颗粒为上述胎体粉重量的2-2.5wt％。通过配料、混料、冷压成型、热压成型和后续处理步骤得到本发明的金刚石锯片。本发明所制造的Cu基合金基金刚石锯片，与同类产品相比，在保证锋利度和锯切平整度不变的前提下，寿命提高1-3倍，成本降低30-50％。

Description

大理石切割锯片及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域的一种超硬工具及其制备方法，特别是一种大理石切割锯片及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，金刚石锯片一般采用钴基胎体配方，钴基胎体性能稳定，强韧性好，但钴价格昂贵，钴含量增加则成本增加。同时，市场上常见的切割大理石的锯片一般为高频焊接工艺制备锯片。采用这样钴基胎体、高频焊接工艺得到的金刚石锯片由于原料成本高，制备工艺的局限性，产品成本比较高，寿命短。
发明内容
本发明的目的是提供一种价格低廉、寿命长、切割性能良好的大理石切割锯片及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种大理石切割锯片，包括基体1和刀头2，其中，刀头2由胎体粉和金刚石颗粒混合后热压烧结成型，其中胎体粉成分为Cu 65-75wt％、Sn 10-25wt％、Co 5-20wt％；金刚石颗粒为上述胎体粉重量的2-2.5wt％。所述金刚石颗粒的粒度为70-120目。
一种制备上述的大理石切割锯片的方法，其包括以下步骤：
1)配料：胎体粉成分为Cu 65-75wt％、Sn 10-25wt％、Co 5-20wt％，加入上述胎体粉重量的2-2.5wt％的金刚石颗粒并混合得到合金胎体粉；
2)混料：将上述成分的合金胎体粉在混料机中干混1-2小时，混料步骤中向混料机中倒入上述合金胎体粉重量4-6wt％的制粒剂充分混匀，制粒剂的成分为石蜡与汽油的混合溶液；
3)顺序完成冷压成型、热压成型和后续处理步骤。
所述金刚石颗粒的粒度为70-120目。
所述混料机为三维混料机。
所述合金胎体粉重量4-6wt％的制粒剂中包括石蜡1-2wt％、汽油3-4wt％。
所述冷压成型步骤为：称取合适的混合后的合金胎体粉，放入模具内，在230-270MPa压力下将基体1与该合金胎体粉冷压成一体，得到锯片胚。
所述热压成型步骤为：首先将冷压成型后的锯片胚在真空热压烧结炉内加热至550-650℃，保温15-25分钟，然后继续升温至760-810℃，保温40-50分钟，热压压力为20-25MPa，再带压随炉缓慢冷却至250℃以下，出炉即可。
所述后续处理步骤为将热压成型的锯片胚平片、开刃、抛光、喷漆工艺，制成成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
现有技术中的切割大理石的锯片一般采用钴基胎体、高频焊接工艺，而本发明采用铜基胎体、热压烧结工艺。本发明得到的大理石切割锯片以铜基为主要胎体金属，铜基胎体对金刚石的浸润较好，有较好的结合强度，粉金成本低、同时添加部分Sn，Co，锡可以降低结合剂的熔点，并进一步提高铜的综合性能；可以在较低温度下熔化成液体，提供润滑作用，并在压力作用下起到提高基体致密化的作用，从而提高锯片的切割速度；Co可以与金刚石界面形成冶金联结作用，提高金刚石的把持力，提高切削寿命，金刚石采用细颗粒金刚石，工作时切割速度快、切割平稳、切口平齐。本发明所制造的Cu基合金基金刚石锯片，与同类产品相比，在保证锋利度和锯切平整度不变的前提下，寿命提高1-3倍，成本降低30-50％。
附图说明
图1为金刚石锯片的产品示意图。
附图标号
1    基体        2    刀头
具体实施方式
本发明从胎体粉成分和锯片制备工艺两方面入手，重点在于提高切割性能、降低成本。本发明的锯片刀头采用铜基胎体，加少量锡粉、钴粉，按总重量10千克配合金胎体粉，其胎体粉与金刚石的配比见表1。本发明的具体实施案例涉及的成分如表1所示：
表1
Figure GSA00000039799400031
本发明的金刚石工具按以下步骤制造：
(1)混料
将Cu、Sn、Co粉以及金刚石按表1中重量配比好得到合金胎体粉，在三维混料机中干混1～2小时。混料过程中在混料机中倒入5wt％的制粒剂，制粒剂的成分为：石蜡与汽油混合溶液，其中石蜡：1.5wt％汽油：3.5wt％，将以上胎体粉、金刚石、制粒剂充分混匀；
(2)冷压成型
将上述混料放入模具内，按表2的冷压压力P1MPa将基体与经过混合的合金胎体粉压制成直径为350mm，刀头长10mm×厚2.8mm的锯片；
(3)热压成型
将上述步骤获得的冷压坯放入热压烧结炉内，首先加热至T1℃，并通入氢气保温t1分钟，然后继续升温至T2℃，保温t2分钟，热压压力为P2MPa，再带压随炉缓慢冷却出炉即可。
4)后续处理
最后进行后续平片、开刃、抛光、喷漆工艺，制成成品。
上述各个组分的刀头的制备工艺参数参见表2
表2
Figure GSA00000039799400041
以市场上常见350mm高频焊接锯片为例，切割20mm厚的埃及米黄大理石板时，切割速度一般为2.5-3.0m/min，而切割寿命仅为1000-2000m2。本发明采用铜基低钴配方、热压烧结工艺，显著的降低了成本；在保证锋利度和锯切平整度不变的前提下，成本降低30-50％。经过大量试验证明，其锋利度与同类锯片相当，寿命提高1-3倍，可达2500-5000m2。
实施效果分析：经过切割试验得到结果表3示：
表3
  切机类型   切机功率   切割转速   切割对象   切割速度   切割寿命   崩边情况
  市场常见高频焊接350锯片 红外线桥切机 1.1kw 3000r/min 厚20mm埃及米黄大理石 2.5-3.0m/min 1000-2000m2   AAAA
实施例1 红外线桥切机 1.1kw 3000r/min 厚20mm埃及米黄大理石 2.5-3.0m/min 2500-3500m2   AAAA
实施例2 红外线桥切机 1.1kw 3000r/min 厚20mm埃及米黄大理石 2.5-3.0m/min 4000-5000m2   AAAA
  切机类型   切机功率   切割转速   切割对象   切割速度   切割寿命   崩边情况
实施例3 红外线桥切机 1.1kw 3000r/min 厚20mm埃及米黄大理石 3.0-3.5m/min 2500-3500m2   AAA
实施例4 红外线桥切机 1.1kw 3000r/min 厚20mm埃及米黄大理石 2.0-2.5m/min 4000-5000m2   AAAAA
注：A数量越多，崩边情况越好

Claims (9)

1.一种大理石切割锯片，包括基体(1)和刀头(2)，其特征在于：刀头(2)由胎体粉和金刚石颗粒混合后热压烧结成型，其中胎体粉成分为Cu 65-75wt％、Sn 10-25wt％、Co 5-20wt％；金刚石颗粒为上述胎体粉重量的2-2.5wt％。
2.如权利要求1所述的大理石切割锯片，其特征在于：所述金刚石颗粒的粒度为70-120目。
3.一种制备如权利要求1所述的大理石切割锯片的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)配料：胎体粉成分为Cu 65-75wt％、Sn 10-25wt％、Co 5-20wt％，加入上述胎体粉重量的2-2.5wt％的金刚石颗粒并混合得到合金胎体粉；
2)混料：将上述成分的合金胎体粉在混料机中干混1-2小时，混料步骤中向混料机中倒入上述合金胎体粉重量4-6wt％的制粒剂充分混匀，制粒剂的成分为石蜡与汽油的混合溶液；
3)顺序完成冷压成型、热压成型和后续处理步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述金刚石颗粒的粒度为70-120目。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述混料机为三维混料机。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述合金胎体粉重量4-6wt％的制粒剂中包括石蜡1-2wt％、汽油3-4wt％。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述冷压成型步骤为：称取合适的混合后的合金胎体粉，放入模具内，在230-270MPa压力下将基体(1)与该合金胎体粉冷压成一体，得到锯片胚。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述热压成型步骤为：首先将冷压成型后的锯片胚在真空热压烧结炉内加热至550-650℃，保温15-25分钟，然后继续升温至760-810℃，保温40-50分钟，热压压力为20-25MPa，再带压随炉缓慢冷却至250℃以下，出炉即可。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述后续处理步骤为将热压成型的锯片胚平片、开刃、抛光、喷漆工艺，制成成品。
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