CN102672824B - 钨铜基金刚石刀头、圆锯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种属于金刚石圆锯片领域的钨铜基金刚石刀头，该刀头按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：25-40%，铜锡合金粉：20-30%，羰基镍粉：15-25%，银粉：3-8%，铁粉：10-25%，液体石蜡：0.5-1.0%，金刚石：1-1.5%。本发明还提供了含有上述刀头的金刚石圆锯片及其制备方法。本发明的金刚石圆锯片解决了现有技术干切加工金刚石不易出刃的问题，实现了胎体与金刚石的同步磨损，实现了锯片的快速持续干切加工，可干切硬度较大的石料，特别适用于快速持续干切加工厚度大于30mm的硬花岗岩。

Description

钨铜基金刚石刀头、圆锯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及金刚石圆锯片，特别是一种可用于干切加工厚度大于30mm的硬花岗岩的钨铜基金刚石刀头、圆锯片及其制备方法。

背景技术

环保已经成为全世界的主题，为了避免切削液对环境的污染，干切加工替代湿切加工已成为金刚石工具的首选；同时，我国的劳动力成本正逐年上升，对于金刚石工具，尤其小规格锯片而言，效率正超越寿命作为首要选择。

对于硬度较大的石料，比如花岗岩，它是一种岩浆在地表以下凝却形成的火成岩，主要成分是长石和石英，是一种广泛分布的岩石，世界上有许多国家都有出产花岗岩，中国9％的土地（约80多万平方公里）都是花岗岩岩体，花岗岩不易风化，颜色美观，外观色泽可保持百年以上，由于其硬度高、耐磨损，被广泛用于高级建筑装饰工程、大厅地面，同时还是露天雕刻的首选之材，但花岗岩质地坚硬致密、强度高、耐磨损，加工难度很大。

在现有技术中，大多数金刚石圆锯片特别是直径小于等于230mm的小规格锯片（包括钴基配方）干切硬石料，尤其是厚度大于30mm的硬花岗岩时，都有一个共同的弱点，即连续切割较少刀后，切速逐渐变慢，直至难以切割，需二次开刃，极大地影响加工效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钨铜基金刚石刀头。

本发明的另一目的在于提供一种钨铜基金刚石圆锯片，其包含上述刀头，其可干切硬度较大的石料，特别适用于快速持续干切加工厚度大于30mm的硬花岗岩。

本发明的另一目的在于提供上述钨铜基金刚石圆锯片的制备方法。

本发明提供的钨铜基金刚石刀头，按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：25-40%，铜锡合金粉：20-30%，羰基镍粉：15-25%，银粉：3-8%，铁粉：10-25%，液体石蜡：0.5-1.0%，金刚石：1-1.5%。

优选地，所述超细钨铜合金粉按质量百分比含钨75%、含铜25%，而且费氏粒度不大于3μm。

优选地，所述铜锡合金粉按质量百分比含铜80%、含锡20%。

本发明提供的钨铜基金刚石圆锯片，由钢基体和刀头组成，所述刀头为上述钨铜基金刚石刀头。

本发明提供的上述钨铜基金刚石圆锯片的制备方法，包括如下操作步骤：

步骤一，混料：先按上述重量百分比将超细钨铜合金粉、铜锡合金粉、羰基镍粉、银粉、铁粉混合均匀，然后再按上述重量百分比加入金刚石、液体石蜡继续混合均匀；

步骤二，冷压成型：将步骤一混好的原料按预先设定的粉量装入组装好的、装有基体的压制模腔内，经压机压制，脱模，制得冷压毛坯；

步骤三，热压烧结：将所述冷压毛坯装入烧结模具，在烧结炉中进行加压烧结后冷却出炉制得圆锯片半成品；

步骤四，平片；

步骤五，开刃；

步骤六，剖光；

步骤七，喷漆，最终制得钨铜基金刚石圆锯片成品。

本发明与现有技术相比具有如下优点：在常用的金刚石锯片的刀头配方原料铁、铜、镍、锡的基础上加入超细钨铜合金粉和银粉。加入超细钨铜合金粉主要是利用钨粉高温易磨损的特点，以减小胎体的耐磨性，费氏粒度≤3μm可有效降低钨粉的烧结温度，钨与铜结合可降低超细钨粉的活性，利于超细粉末的包装、运输及生产应用。加入银粉主要是因为银是导热性最好的金属，可有效提高胎体的散热效果，减小干切对金刚石的热损伤；同时银是低熔点金属，可代替部分锡粉用于降低胎体烧结温度，减少锡的用量，因为锡的导热系数较低，容易引起金刚石的热损伤。同时加入银粉和超细钨铜合金粉，可在有效减少金刚石热损伤的基础上，减小胎体的耐磨性，提高锯片的金刚石出刃高度，解决现有技术干切加工金刚石不易出刃的问题，实现胎体与金刚石的同步磨损，实现锯片的快速持续干切加工。

本发明的钨铜基金刚石圆锯片通常装配在手持锯上用于干切加工硬花岗岩板材，特别是对厚度大于30mm的硬花岗岩可实现快速持续干切加工，解决了普通锯片连续干切切速逐渐变慢的问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的钨铜基金刚石刀头，按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：25-40%，铜锡合金粉：20-30%，羰基镍粉：15-25%，银粉：3-8%，铁粉：10-25%，液体石蜡：0.5-1.0%，金刚石：1-1.5%。

其中，所述超细钨铜合金粉按质量百分比含钨75%、含铜25%，而且费氏粒度≤3μm；所述铜锡合金粉按质量百分比含铜80%、含锡20%。

作为本发明的一种优选方式，所述刀头按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：32-38%，铜锡合金粉：23-27%，羰基镍粉：18-23%，银粉：5-7%，铁粉：10-20%，液体石蜡：0.5-0.8%，金刚石：1-1.2%。

作为本发明的最优选方式，所述刀头按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：33.1%，铜锡合金粉：25%，羰基镍粉：20%，银粉：5%，铁粉：15%，液体石蜡：0.7%，金刚石：1.2%。

本发明提供的一种钨铜基金刚石圆锯片，由钢基体和上述钨铜基金刚石刀头组成，钢基体和刀头一体冷压成型。

优选地，所述钨铜基金刚石圆锯片的直径≤230mm，比如230mm、180mm、125mm、105mm等，优选直径为125-180mm。

本发明提供的上述钨铜基金刚石圆锯片的制备方法，包括如下操作步骤：

步骤一，混料：先按上述重量百分比将超细钨铜合金粉、铜锡合金粉、羰基镍粉、银粉、铁粉放入混料桶中混合均匀，然后再按上述重量百分比加入金刚石、液体石蜡继续混合均匀，优选地，混料总时间为3-4h；

步骤二，冷压成型：将步骤一混好的原料按预先设定的粉量装入组装好的、装有钢基体的压制模腔内，经压机压制，脱模，制得冷压毛坯，优选地，压制压强为200-300MPa，压制时间为2-3min；

步骤三，热压烧结：将所述冷压毛坯装入烧结模具，在烧结炉中进行加压烧结，优选地，烧结温度为800-830℃，压力为25-30MPa，烧结时间为3.5-4.0h，冷却出炉制得圆锯片半成品；

步骤四，先对制得圆锯片半成品进行检验，比如锯片尺寸、刀头硬度等；然后平片，即对因应力产生变形的钢基体进行校平处理；

步骤五，开刃；

步骤六，剖光，即去除钢基体表面的氧化皮，为喷漆做准备；

步骤七，喷漆，即对锯片表面进行的防锈处理；最终制得钨铜基金刚石圆锯片成品。

实施例1

取超细钨铜合金粉3.31kg，铜锡合金粉2.5kg，羰基镍粉2.0kg，银粉0.5kg，铁粉1.5kg，放入混料桶中，混合2小时后，加入液体石蜡0.07kg，金刚石0.12kg，继续混合2小时。将混匀的粉料按预先设定的粉量装入组装好的、装有钢基体的压制模腔内，在260MPa的压强下经压机压制3min，制得冷压毛坯。将冷压毛坯放入烧结炉中，在烧结温度820℃，压强25MPa下进行烧结，烧结时间为4h，冷却出炉制得金刚石圆锯片半成品，检验刀头硬度为HRB90-100。半成品经平片、开刃、剖光、喷漆后制得成品。

实施例2

取超细钨铜合金粉2.7kg，铜锡合金粉2.8kg，羰基镍粉1.75kg，银粉0.3kg，铁粉2.3kg，放入混料桶中，混合2小时后，加入液体石蜡0.05kg，金刚石0.1kg，继续混合2小时。将混匀的粉料按预先设定的粉量装入组装好的、装有基体的压制模腔内，在200MPa的压强下经压机压制2min，制得冷压毛坯。将毛坯放入烧结炉中，在烧结温度815℃，压强25MPa下进行烧结，烧结时间为3.5h，冷却出炉制得金刚石锯片半成品，检验刀头硬度为HRB90-100。半成品经平片、开刃、剖光、喷漆后制得成品。

实施例3

取超细钨铜合金粉3.8kg，铜锡合金粉2.0kg，羰基镍粉2.25kg，银粉0.7kg，铁粉1.0kg，放入混料桶中，混合2小时后，加入液体石蜡0.1kg，金刚石0.15kg，继续混合2小时。将混匀的粉料按预先设定的粉量装入组装好的、装有基体的压制模腔内，在300MPa的压强下经压机压制3min，制得冷压毛坯。将毛坯放入烧结炉中，在烧结温度830℃，压强30MPa下进行烧结，烧结时间为4h，冷却出炉制得金刚石锯片半成品，检验刀头硬度为HRB90-100。半成品经平片、开刃、剖光、喷漆后制得成品。

以下是采用实施例1-3的方法制得的不同直径的圆锯片对丰镇黑花岗岩进行干切加工时的切割性能，结果见表1。另外，表1中不同直径的圆锯片均可以表中的切速持续切割直至刀头耗尽。

表1本发明圆锯片的切割性能

Claims (10)

1.一种钨铜基金刚石刀头，其特征在于，按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：25-40％，铜锡合金粉：23-30％，羰基镍粉：15-25％，银粉：3-8％，铁粉：10-25％，液体石蜡：0.5-1.0％，金刚石：1-1.5％，所述超细钨铜合金粉的费氏粒度不大于3μm。

2.根据权利要求1所述的钨铜基金刚石刀头，其特征在于，所述超细钨铜合金粉按质量百分比含钨75％、含铜25％。

3.根据权利要求1所述的钨铜基金刚石刀头，其特征在于，所述铜锡合金粉按重量百分比含铜80％、含锡20％。

4.根据权利要求1所述的钨铜基金刚石刀头，其特征在于，所述钨铜基金刚石刀头按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：32-38％，铜锡合金粉：23-27％，羰基镍粉：18-23％，银粉：5-7％，铁粉：10-20％，液体石蜡：0.5-0.8％，金刚石：1-1.2％。

5.根据权利要求4所述的钨铜基金刚石刀头，其特征在于，所述钨铜基金刚石刀头按重量百分比由以下原料制成：超细钨铜合金粉：33.1％，铜锡合金粉：25％，羰基镍粉：20％，银粉：5％，铁粉：15％，液体石蜡：0.7％，金刚石：1.2％。

6.一种钨铜基金刚石圆锯片，由钢基体和刀头组成，其特征在于，所述刀头为权利要求1～5之任一所述的钨铜基金刚石刀头。

7.根据权利要求6所述钨铜基金刚石圆锯片，其特征在于，所述圆锯片的直径≤230mm。

8.权利要求6或7所述的钨铜基金刚石圆锯片的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

步骤一，混料：先按上述重量百分比将超细钨铜合金粉、铜锡合金粉、羰基镍粉、银粉、铁粉混合均匀，然后再按上述重量百分比加入金刚石、液体石蜡继续混合均匀；

步骤二，冷压成型：将步骤一混好的原料按预先设定的粉量装入组装好的、装有基体的压制模腔内，经压机压制，脱模，制得冷压毛坯；

步骤三，热压烧结：将所述冷压毛坯装入烧结模具，在烧结炉中进行加压烧结后冷却出炉制得圆锯片半成品；

步骤四，平片；

步骤五，开刃；

步骤六，剖光；

步骤七，喷漆，最终制得钨铜基金刚石圆锯片成品。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混料总时间为3-4h；所述压机压制时的压强为200-300MPa，压制时间为2-3min。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述加压烧结时的温度为800-830℃，压力为25-30MPa，烧结时间为3.5-4.0h。