CN102310235B - 一种用于切割合金钢的金刚石锯片及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于切割合金钢的金刚石锯片及其制备工艺，该金刚石锯片包括金属基体和金刚石刀头，所述金刚石刀头包括下列重量份数的成分：合金粉末41～53份、铁粉8～12份、镍粉7～10份、钴粉11～18份、钛粉4～6份、金刚石12.5～15份，所述合金粉末由铜粉30～35份、锡粉3～5份、锌粉5～8份和稀土3～5份配置而成，具有散热效果好、耐磨性好、切割温度相对较低、切割效率高等优点。

Description

一种用于切割合金钢的金刚石锯片及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种主要用于切割高强度、耐高温合金钢薄壁管材的金刚石锯片及其制备工艺。
背景技术
现有切割奥氏体不锈钢等高强度、高温合金钢管材(如不锈钢管)，大都采用高速钢(HSS)整体式圆锯片、树脂切割片。高速钢整体式圆锯片切割不锈钢等型材时，切速低、刀具磨损严重、型材切口附近变形大、切口粗糙，需后续加工矫形和修整切口，生产效率低，成本高，加工质量难以保证。树脂切割片切割时不仅切割部磨损严重，为获得一定的强度，切割片厚大都在3.2mm或更厚，浪费被切金属材料，而且需要充分的冷却液，不利环保。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种耐磨、高效、专用于切割合金钢的金刚石锯片。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种用于切割合金钢的金刚石锯片，包括金属基体和金刚石刀头，其特征在于：所述金刚石刀头包括下列重量份数的成分：合金粉末41～53份、铁粉8～12份、镍粉7～10份、钴粉11～18份、钛粉4～6份、金刚石12.5～15份，所述合金粉末由铜粉30～35份、锡粉3～5份、锌粉5～8份和稀土3～5份配置而成。
进一步的，所述合金粉末为树枝状晶体结构。
进一步的，所述金属基体的外周沿设置有成环形的所述金刚石刀头，所述金属基体上形成有圆周分布且沿径向延伸至所述金属基体外沿的若干散热隙、以及与对应散热隙连通的若干第一散热孔。
进一步的，所述散热隙延伸至所述金刚石刀头外沿。
进一步的，所述金刚石刀头上圆周分布有若干第二散热孔。
进一步的，所述第二散热孔交错分布于不同半径的两个基圆上。
本发明的另一个目的是提供一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)、将上述重量份的铜粉、锡粉、锌粉和稀土均匀混合进行合金化，再经水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
(2)、将步骤(1)得到的合金粉末与上述重量份的铁粉、镍粉、钴粉、钛粉和金刚石在混料机内搅拌均匀，制得金刚石混合料；
(3)、将步骤(2)制得的金刚石混合料与金属基体通过专用模具在液压机中冷压成型；
(4)、将步骤(3)中冷压成型好的金刚石锯片放入烧结炉中热压烧结成型。
进一步的，所述步骤(1)中还包括预先对铜粉、锡粉和锌粉在氢气中还原除氧的步骤。
进一步的，所述步骤(1)中还包括将合金粉末在球磨机进行处理的步骤。
进一步的，本发明还包括采用激光在金刚石锯片上切割散热隙的步骤。
本发明具有如下有益效果：
本发明以聚晶金刚石为硬质相，以铜、锡、锌及稀土的合金为粘结相，其中，合金粘结相为枝状晶体结构以固定硬质相，形成具有较高金刚石把持力的金刚石刀头，同时又可符合切割合金钢特别是合金钢薄壁型材的要求，达到耐磨、切割效率高、环保、成本低等效果；在金刚石锯片上切割散热隙和与散热隙相连通的第一散热孔，可有效提高金刚石锯片的散热效果，使得锯片在切割过程，可以不加冷却液即能获得很好的降温效果，同时又能吸收振动，而且有助于出刃，以锐利锯片，使切割平稳、轻快，在金刚石刀头上切割第二散热孔，可进一步提高上述效果。
在制备工艺的步骤(1)中加入预先对铜粉、锡粉和锌粉在氢气中还原除氧的步骤，可提高铜粉、锡粉和锌粉的纯度，提高合金化的效果，以及在水雾化工艺中形成高纯度的枝状晶体结构；而将合金粉末在球磨机进行处理的步骤，可根据实际情况制备出具有特定细度的合金粉末，从而适应不同颗粒大小的金刚石。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的金刚石锯片的结构示意图，实施例一。
图2为本发明提供的金刚石锯片的结构示意图，实施例二。
图3为本发明提供的金刚石锯片的结构示意图，实施例三。
图4为图2的A部分放大图。
图5为本发明提供的金刚石刀头中硬质相和粘结相的结构示意图。
具体实施方式
参照图1和图4所示，一种用于切割合金钢的金刚石锯片，包括金属基体1和金刚石刀头2，金刚石刀头2包括下列重量份数的成分：由合金粉末49份、铁粉10份、镍粉8份、钴粉13.5份、钛粉5份、金刚石12.5份，合金粉末为由铜粉33份、锡粉4.5份、锌粉7份和稀土4.5份配置而成的树枝状晶体结构。
详细参照图5所示，本发明以金刚石为硬质相4，以铜、锡、锌及稀土的合金为粘结相3，其中，合金粘结相3为枝状晶体结构用于固定硬质相4，形成具有较高金刚石把持力的金刚石刀头2，同时又可符合切割合金钢特别是合金钢薄壁型材的要求，达到耐磨、切割效率高、环保、成本低等效果。
实施例一，详细参照图1所示，一种用于切割合金钢的金刚石锯片，包括金属基体1和金刚石刀头2，金属基体1的外周沿设置有成环形的金刚石刀头2，金属基体1上形成有圆周分布且沿径向延伸至金属基体外沿的若干散热隙12、以及与对应散热隙12连通的若干沿金属基体径向延伸的第一散热孔11，金刚石刀头上圆周分布有若干第二散热孔21，且第二散热孔21交错分布于不同半径的两个基圆上，该结构的金刚石锯片主要适于一般不锈钢型材的切割。
实施例二，详细参照图2和图4所示，其主要结构与实施例一基本相同，主要区别在于：其散热隙12延伸至金刚石刀头2外沿，该结构的金刚石锯片主要用于切割直径较小的合金钢管材。
实施例三，详细参照图3所示，其主要结构与实施例二基本相同，主要区别在于：金刚石锯片圆周分布有若干组散热结构，每组散热结构由三道散热隙12、三个第一散热孔11、以及若干第二散热孔21组成，其中，散热隙12、第一散热孔11、第二散热孔21的结构与实施例二相同，该结构的金刚石锯片主要用于切割直径较大的合金钢管材。
一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)、将铜粉33份、锡粉4.5份、锌粉7份在氢气中还原除氧后再和稀土4.5份均匀混合进行合金化，再经水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末，将合金粉末在球磨机进行处理制得具有特定细度的合金粉末49份；
(2)、将步骤(1)得到的合金粉末49份与铁粉10份、镍粉8份、钴粉13.5份、钛粉5份、金刚石12.5份在混料机内搅拌均匀，制得金刚石混合料；
(3)、将步骤(2)制得的金刚石混合料与金属基体通过专用模具在液压机中冷压成型；
(4)、将步骤(3)中冷压成型好的金刚石锯片放入烧结炉中热压烧结成型。
(5)、采用激光在烧结成型的金刚石锯片上切割散热隙和第一、第二散热孔。
对比分析：
本发明产品与常用树脂切割片性能、功效作出比较。
实验条件：被切割材料：304不锈钢薄壁管，切外径
Figure BDA0000081893890000051
壁厚1mm不锈钢管；被切断的不锈钢薄壁管(5mm/段)；转速：2800转/分；每个试验切割10试样。
本发明提供的锯片与常用树脂切割片若干性能、功效之比较
Figure BDA0000081893890000052
Figure BDA0000081893890000061
从上述数据可以得出：本发明提供的锯片具有如下有益效果：散热效果好，在切割过程中可以不加冷却液即能获得很好的降温效果，同时又能吸收振动，切割平稳、轻快；耐磨性好，切割部磨损小，出刃快，切割成形性好，能够获得平整切口；切割温度相对较低，被切材料不易产生相变，可保持工件原有的物理和机械性能；锯片形体薄，切割成材率高，节省贵重金属。

Claims (8)

1.一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，包括如下步骤：
（1）、将铜粉、锡粉、锌粉和稀土均匀混合进行合金化，再经水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
（2）、将步骤（1）得到的合金粉末与铁粉、镍粉、钴粉、钛粉和金刚石在混料机内搅拌均匀，制得金刚石混合料；
（3）、将步骤（2）制得的金刚石混合料与金属基体通过专用模具在液压机中冷压成型；
（4）、将步骤（3）中冷压成型好的金刚石锯片放入烧结炉中热压烧结成型；
所述用于切割合金钢的金刚石锯片，包括金属基体和金刚石刀头，所述金刚石刀头包括下列重量份数的成分：合金粉末41～53份、铁粉8～12份、镍粉7～10份、钴粉11～18份、钛粉4～6份、金刚石12.5～15份，所述合金粉末由铜粉30～35份、锡粉3～5份、锌粉5～8份和稀土3～5份配置而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述金属基体的外周沿设置有成环形的所述金刚石刀头，所述金属基体上形成有圆周分布且沿径向延伸至所述金属基体外沿的若干散热隙、以及与对应散热隙连通的若干第一散热孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述散热隙延伸至所述金刚石刀头外沿。
4.根据权利要求2所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述金刚石刀头上圆周分布有若干第二散热孔。
5.根据权利要求4所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述第二散热孔交错分布于不同半径的两个基圆上。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中还包括预先对铜粉和锡粉在氢气中还原除氧的步骤。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：所述步骤（1）中还包括将合金粉末在球磨机进行处理的步骤。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种用于切割合金钢的金刚石锯片的制备工艺，其特征在于：还包括采用激光在金刚石锯片上切割散热隙的步骤。
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