CN101786263B - 一种新型金刚石磨料有序排布系统及排布工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型金刚石磨料有序排布系统，该排布系统包括取料装置和排布工作台，所述取料装置包括设置有抽气口(1)的腔壳和设置在该腔壳上的振动器(3)，所述腔壳的一部分为排布孔板(4)，排布孔板(4)有序排列着许多用于吸附固定金刚石磨料(7)的孔；所述排布工作台为磁性工作台(9)。本发明还提供了利用所述的金刚石磨料有序排布系统的排布工艺。本发明实现了锯片刀头金刚石磨料的高效、有序排布，同时降低了设备成本，利于推广应用。

Description

一种新型金刚石磨料有序排布系统及排布工艺

技术领域

本发明涉及一种新型金刚石磨料有序排布系统及金刚石磨料有序排布工艺。该系统和工艺用于含有金刚石的锯片刀头等切割工艺的制造。

背景技术

花岗岩、大理石、混凝土、沥青等材料是采用金刚石锯片切割的典型例子。金刚石锯片在锯片基体周边上有着金刚石磨料的切削层。锯片刀头通常由金刚石颗粒和把持住金刚石的金属胎体组成。目前，金刚石锯片刀头普遍采用的生产工艺：将金属结合剂(如铁粉、铜粉、锡粉、镍粉、钴粉等)加上一定浓度的金刚石，采用机械混料的方式，将金刚石与金属结合剂混合在一起，装入模具内进行制坯和烧结。该工艺存在以下问题：(1)机械混料无法保证金刚石磨料在金属结合剂中均匀分布，致使一些区域金刚石磨料浓度过高，一些区域过低，一些区域无金刚石磨料；(2)因金刚石磨料分布不均，锯片切割效能下降，金刚石磨料浓度高的区域切割阻力大，切屑易堵塞，切割效率低。在金刚石稀少区，金刚石也不能有效锯切，由于承受工作负荷过大，冲击力大，金刚石易于破碎与脱落。无金刚石的区域，结合剂磨损快，切割阻力大；(3)因切割阻力大，切割温度高，结合剂与金刚石易烧伤。总之，金刚石磨料在刀头中的无序排布常导致锯片切割效率低、切割寿命短、切割质量差等问题。采用制粒工艺后，虽然金刚石磨料的分布有所改善，但是仍然不能从根本上解决问题。

近年来，在金刚石工具行业中，推出了刀头金刚石磨料有序排布的新工艺，提高了锯切效率，延长了工具寿命。同时，可节约金刚石，降低金刚石浓度，节约了成本。

韩国新韩(Shinhan)金刚石工业公司开发的ARIX自动排布系统，可在刀头中均匀有序排布金刚石磨料。其工艺是在压制胎体薄坯的同时，在薄坯中冲出有序排布的孔，然后将金刚石磨料填充到孔中。该工艺自动化程度高，但由于是逐片排布，生产效率低，另外，设备价格昂贵，不易推广。

我国台湾的中国砂轮公司宋健民博士首先将金刚石有序排布应用于锯片刀头，其提出的专利技术(U.S.Patent6039641)是用模板法实施金刚石磨料的有序排布。该法的第一步：将胎体粉末混合均匀，加上适当的有机粘结剂和溶剂的混合物，做成“面团”，然后通过滚压的方法做成薄层。第二步，按金刚石磨料的粒径与排布方式制作带有通孔的模板，孔径大于单颗金刚石粒径，小于两颗金刚石磨料粒径和，确保单颗金刚石进入模板孔中，模板厚度为金刚石平均粒径的1/3-2/3。第三步，将金刚石布于模板通孔中。第四步，移去模板，孔中的金刚石落在薄层的表面，形成有序排布阵列，多余的金刚石随同模板一起移去。第五步，用平钢板将金刚石压入胎体薄层中。该工艺可精确有序排布金刚石磨料，但每道工序人工操作，费时费力，效率低。

瑞士ETH机床与加工研究所G.Burkhard博士提出的专利技术(EP1208345A)是利用点胶工艺排布磨料，点胶装置由贮胶瓶、输胶管、微计量头组成，当施加一个电压脉冲，微计量头排出一个胶滴，可有序排布胶点，然后将金刚石撒布在胶滴上，形成金刚石的有序排布。该工艺生产效率低，一个胶滴易粘附不等的磨料数，排布精度差。

总之，由于磨料有序排布技术研究时间不长，现有的金刚石磨料有序排布工艺明显存在不足，主要表现在生产效率低、设备昂贵等方面。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型金刚石磨料有序排布系统和排布工艺，以实现锯片刀头金刚石磨料的高效、有序排布，同时降低设备成本，以利推广。

本发明提供的新型金刚石磨料有序排布系统，包括取料装置和排布工作台，所述取料装置包括设置有抽气口的腔壳和设置在该腔壳上的振动器，所述腔壳的一部分为排布孔板，排布孔板有序排列着许多用于吸附固定金刚石磨料的孔；所述排布工作台为磁性工作台。

所述腔壳可以由缸套和排布孔板通过螺钉和压板装配而成。

所述振动器可以设置在排布孔板上。

排布孔板上的孔径可以为金刚石磨料的平均粒径的1/3～1/2，较佳地，排布孔板上的孔径为金刚石磨料的平均粒径的1/3。

本发明提供的金刚石磨料有序排布工艺，利用了上述一种所述的金刚石磨料有序排布系统，包括以下步骤：

①将胎体金属粉末冷压成冷压薄坯；

②将多个冷压薄坯整齐排布在磁性工作台的上表面，冷压薄坯被磁性吸附固定；

③在冷压薄坯上表面均匀涮一层压敏胶；

④抽真空，金刚石磨料吸附固定于排布孔板的孔中；

⑤取消真空，振动器振动，磨料下落有序排布在冷压薄坯的表面；

⑥将多个排布有金刚石磨料的冷压薄坯重叠，装入金属模具冷压成型，再热压烧结。

其中，冷压薄坯的厚度可以为0.2～1.Smm。

与现有金刚石磨料排布技术相比，利用本发明的排布系统的排布工艺具有以下特点：

高效率，系统工作一次可排布40片以上，每分钟可工作2次，排布80片以上，是目前生产效率最高的金刚石磨料排布系统。自动化程度高，磨料排布的关键动作全由设备联动完成。设备成本低，易于推广。

附图说明

图1为本发明的新型金刚石磨料有序排布系统的吸附了金刚石磨料的示意图。

附图标记指代如下：

1-抽气口，2-缸套，3-振动器，4-排布孔板，5-螺钉，6-压板，7-金刚石磨料，8-冷压薄坯，9-磁性工作台。

具体实施方式

如图1所示，该新型金刚石磨料有序排布系统包括取料装置和排布工作台，所述取料装置包括设置有抽气口1的腔壳，所述腔壳由缸套2和排布孔板4通过螺钉5和压板6装配而成，排布孔板4有序排列着许多用于吸附固定金刚石磨料7的孔，排布孔板4上设置有振动器3；所述排布工作台为磁性工作台9，磁性工作台9可以磁性吸附冷压薄坯8。

排布孔板4上的孔径根据金刚石磨料7的粒径而定，可以为金刚石磨料7的平均粒径的约1/3～1/2，较佳为1/3。金刚石磨料的平均粒径多分布在5～50μm的范围内，通常为10～30μm。

利用上述金刚石磨料有序排布系统的金刚石磨料有序排布工艺包括如下步骤：

①将胎体金属粉末冷压成厚度为0.2～1.5mm的薄坯；

②将多个冷压薄坯整齐排布在磁性工作台的上表面，冷压薄坯被磁铁吸附固定；

③在冷压薄坯上表面均匀涮一层压敏胶；

④抽真空，金刚石磨料吸附固定于排布板孔中；

⑤取消真空，振动器振动，磨料下落有序排布在薄坯的表面；

⑥将多个排布有金刚石磨料的冷压坯重叠，装入金属模具冷压成型，再热压烧结，形成磨料有序排布的金刚石锯片刀头。

Claims (5)

1.一种新型金刚石磨料有序排布系统，包括取料装置和排布工作台，其特征在于：所述取料装置包括设置有抽气口(1)的腔壳和设置在该腔壳上的振动器(3)，所述腔壳的一部分为排布孔板(4)，排布孔板(4)有序排列着许多用于吸附固定金刚石磨料(7)的孔，所述排布孔板的孔径大于金刚石磨料(7)的平均粒径的1/3，小于等于金刚石磨料(7)的平均粒径的1/2；所述排布工作台为磁性工作台(9)。

2.根据权利要求1所述的新型金刚石磨料有序排布系统，其特征在于：所述腔壳由缸套(2)和排布孔板(4)通过螺钉(5)和压板(6)装配而成。

3.根据权利要求1所述的新型金刚石磨料有序排布系统，其特征在于：所述振动器(3)设置在排布孔板(4)上。

4.一种金刚石磨料有序排布工艺，其特征在于，利用了权利要求1～3任一项所述的金刚石磨料有序排布系统，包括以下步骤：

①将胎体金属粉末冷压成冷压薄坯；

②将多个冷压薄坯整齐排布在磁性工作台的上表面，冷压薄坯被磁性吸附固定；

③在冷压薄坯上表面均匀涮一层压敏胶；

④抽真空，金刚石磨料吸附固定于排布孔板的孔中，其中所述排布孔板的孔径大于金刚石磨料(7)的平均粒径的1/3，小于等于金刚石磨料(7)的平均粒径的1/2；

⑤取消真空，振动器振动，磨料下落有序排布在冷压薄坯的表面；

⑥将多个排布有金刚石磨料的冷压薄坯重叠，装入金属模具冷压成型，再热压烧结。

5.根据权利要求4所述的金刚石磨料有序排布工艺，其特征在于，冷压薄坯的厚度为0.2～1.5mm。