CN103950111B - 加强型超薄金刚石圆锯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加强型超薄金刚石圆锯片，包括圆形的锯片基体，所述锯片基体的端部设置有刀头；锯片基体的厚度与直径比为0.0020～0.0035，在锯片基体两侧设置有加强型圆锯片，并且加强型圆锯片的直径与锯片基体的直径比为0.24～0.45；加强型圆锯片的屈服强度为锯片基体的钢材的0.45～0.65；所述加强型圆锯片的抗拉强度为所述圆形的锯片基体的0.68～0.76；所述加强型圆锯片的伸长率≥所述圆形的锯片基体的伸长率。本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片具有切缝窄、耗材少、切割偏摆小、切边整齐、切割锋利度好等优点，解决了陶瓷、玻璃、玉石加工过程中切缝大，费料多，切边不平整，材料损耗大等现象。

Description

加强型超薄金刚石圆锯片

技术领域

本发明涉及超硬磨料制品的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于玻璃、玉石、陶瓷、大理石等非金属脆硬材料加工的加强型超薄金刚石圆锯片。

背景技术

当今市场，金刚石圆锯片已广泛应用于大理石、花岗岩、混凝土，沥青，陶瓷、玻璃、珠宝玉石，半导体等材料切割加工，不断提高产品效率，降低材料损耗，尤其在加工名贵石材，玉石及玻璃制品及半导体材料时，减少材料损耗，提高经济效益是市场共同追求的方向。金刚石圆锯片由两方面组成：金刚石刀头和圆锯片中心基体，圆锯片中心基体厚度决定金刚石刀头厚度，中心基体厚度越厚，切割时切缝越宽，切割效率越低，材料损耗越大，经济效益越差，基体厚度变薄，刀头变薄，切割效率提升，材料损耗下降；但是基体变薄后将导致基体本身刚性下降，承受载荷能力降低，切割时产生偏摆，进而丧失切割能力；为此在现有技术中对于直径为180mm的锯片基体，要求其厚度大于3mm；对于直径为250mm的锯片基体，要求其厚度大于5mm。因此如何解决基体厚度与刚性之间的矛盾，在保证基体刚性情况下，生产出更薄的金刚石圆锯片刀头一直是困扰人们的难题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种加强型超薄金刚石圆锯片。

为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种加强型超薄金刚石圆锯片，包括圆形的锯片基体，所述锯片基体的端部设置有金刚石刀头；其特征在于：所述锯片基体的厚度与直径比为0.0020～0.0035，在所述圆形的锯片基体两侧同心的设置有加强型圆锯片，并且所述加强型圆锯片的直径与所述锯片基体的直径比为0.24～0.45。

其中，作为优选地，所述圆形的锯片基体的直径为180～350mm，锯片基体的厚度为0.4～1.2mm；加强型圆锯片的直径为72～150mm，厚度为0.8～1.0mm。

其中，所述圆形的锯片基体与所述加强型圆锯片均采用钢材制成，并且所述加强型圆锯片的钢材的屈服强度为所述圆形的锯片基体的钢材的0.45～0.65；所述加强型圆锯片的钢材的抗拉强度为所述圆形的锯片基体的钢材的0.68～0.76；所述加强型圆锯片的钢材的伸长率≥所述圆形的锯片基体的钢材的伸长率，并且所述圆形的锯片基体的钢材的伸长率不低于10％。申请人发现通过基体+加强片的组合形式，并通过合理的结构设计和材料选择不仅保证了切割所需的刚性，显著降低了圆锯片基体的厚度，而且还能够显著降低切割时产生的偏摆；不仅节约了材料的使用，降低了成本，而且还显著提高了切割效率，降低了材料的损耗。

其中，所述金刚石刀头由金属结合剂与金刚石混合、压制后热压烧结而成，并且其中金刚石的浓度为15～20％；其中，所述金属结合剂含有60～85wt％的铜、10～20wt％的锡，和5～20wt％的钴。

其中，所述金刚石的粒度为80/100、100/120、120/140或140/170。

其中，所述圆形的锯片基体的钢材，以化学成分计含有C：0.46～0.54wt％，Mn：0.50～0.80wt％，Si：0.17～0.37wt％，Cr：0.80～1.10wt％，V：0.10～0.20wt％，S：≤0.03wt％，P：≤0.030wt％。

其中，所述加强型圆锯片的钢材，以化学成分计含有C：0.62～0.70wt％，Si：0.17～0.37wt％，Mn：0.90～1.20wt％，S：≤0.035wt％，P：≤0.035wt％。

其中，所述圆形的锯片基体的钢材的屈服强度≥1150MPa、抗拉强度≥1250MPa，断裂伸长率≥10％。

其中，加强型圆锯片的钢材的屈服强度为550～700MPa、抗拉强度为800～950MPa，断裂伸长率≥16％。

与最接近的现有技术相比，本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片具有以下有益效果：

①采用本发明，在相同直径下所生产出金刚石锯片刀头厚度比目前市场销售的锯片厚度薄70％以上。

②本发明生产出金刚石圆锯片，在相同规格条件下，可节省金属粉末和金刚石成本60～80％左右。

③本发明生产金刚石圆锯片在加工非金属硬质材料时，可提高切割效率40～60％，降低能耗50～70％，降低被加工材料损耗40～50％。

④本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片具有切缝窄、耗材少、切割偏摆小、切边整齐、切割锋利度好等优点，解决了陶瓷、玻璃、玉石加工过程中切缝大，费料多，切边不平整，材料损耗大等现象。

附图说明

图1为本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要指出的是实施例中有关结构、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。

如附图1所示，本发明所述的加强型超薄金刚石圆锯片，包括圆形的锯片基体10，所述锯片基体的端部设置有刀头20；所述锯片基体的厚度与直径比为0.0020～0.0035，在所述圆形的锯片基体两侧同心的设置有加强型圆锯片30，并且所述加强型圆锯片的直径与所述锯片基体的直径比为0.24～0.45。其中，所述圆形的锯片基体的直径为180～350mm，锯片基体的厚度为0.4～1.2mm；加强型圆锯片的直径为72～150mm，厚度为0.8～1.0mm。作为示例性地，所述的圆形的锯片基体的直径规格可以为180mm、基体厚0.4mm、刀头厚0.6mm；直径为200mm、基体厚0.6mm、刀头厚0.8mm；直径250mm、基体厚0.8mm、刀头厚1.0mm；直径为300mm、基体厚1.0mm、刀头厚1.2mm；直径为350mm、基体厚1.2mm、刀头厚1.4mm。其中，所述刀头由金属结合剂与金刚石混合、压制后热压烧结而成，并且其中金刚石的浓度为15～20％；所述金属结合剂含有60～85wt％的铜、10～20wt％的锡，和5～20wt％的钴；所述金刚石的粒度为80/100、100/120、120/140或140/170。其中，所述圆形的锯片基体的钢材，以化学成分计含有C：0.46～0.54wt％，Mn：0.50～0.80wt％，Si：0.17～0.37wt％，Cr：0.80～1.10wt％，V：0.10～0.20wt％，S：≤0.03wt％，P：≤0.030wt％；其屈服强度≥1150MPa、抗拉强度≥1250MPa，断裂伸长率≥10％。其中，所述加强型圆锯片的钢材，以化学成分计含有C：0.62～0.70wt％，Si：0.17～0.37wt％，Mn：0.90～1.20wt％，S：≤0.035wt％，P：≤0.035wt％；其屈服强度为550～700MPa、抗拉强度为800～950MPa，断裂伸长率≥16％。

上述加强型超薄圆锯片制造工艺主要包括如下工序：基体加工、混粉、压制成型、热压烧结、激光焊接、碾压校平、焊加强片、喷漆开刃、检验；其工艺过程具体如下：(1)基体加工：根据所需规格基体外径，在冲床上采用基体冲模冲压所需基体；(2)混粉：按照配方要求称取所需铜、锡、钴等金属粉和金刚石，放入三维混粉机中混1～2个小时；(3)压制成型：选取相应冷压成型模具，按规定投入一定重量混合粉，放入200～300吨液压机中压制成相应金刚石锯片压坯；(4)热压烧结：将压制成型的锯片压坯装入热压烧结炉中通入保护气体氢气，施一定压力，升温到720～800℃，保温60～90分钟，出炉冷却；(5)激光焊接：采用激光焊接工艺将金刚石刀头焊接到圆形的锯片基体外周边缘；(6)碾压校平：将烧结好金刚石圆锯片放入应力机中消除相应锯片应力，用铜鎯头将基体整平；(7)焊加强片：按规格大小选取相应基体加强片，用点焊机将加强片对称焊接于圆锯片基体两侧；(8)喷漆开刃：将焊接后加强片进行表面处理后，喷所需颜色油漆，再用砂轮打磨锯片表面保证金钢石充分暴露。

实施例1

金刚石刀头烧结体的制备：由金属结合剂与金刚石混合，压制后热压烧结而成；热压烧结的温度为800℃，压力为2.0MPa，保温时间为80分钟；其中，所述金刚石的粒度为100/120，所述金刚石的浓度为20％；各试样中金属结合剂(粉末原料，粒径为1～5微米，原料纯度高于99.0％)的配比如表1所示：

表1wt％

试样	Sn	Co	Mn	Cr	Cu
						试样1	18	12	1	/	70
试样2	18	5	3	/	余量
						试样3	18	5	/	6	余量
试样4	18	5	3	6	余量

“/”表示未添加该组分。

通过如下方法测量上述金刚石刀头烧结体试样的金抗弯强度以及磨耗比：磨耗比依据JB3/T3235-1999测定；通过将40mm×5mm×5mm的刚石刀头烧结体直接放在相隔30mm的两个支座上，在间隔中间给力，直至试样断裂。结果如表2所示：

表2金刚石刀头烧结体的性能

性能	试样1	试样2	试样3	试样4
					抗弯强度(MPa)	1080	680	790	1250
磨耗比(万)	1.1	0.4	0.6	1.5

实施例2

样品1：采用本发明专利制作Φ250mm金刚石圆锯片，其基体厚度为0.8mm，加强片采用直径为100mm，厚度为1.0mm；通过压制、烧结、碾压校平、焊接、开刃后，其锯片刀头厚度1.0mm，端跳0.12mm。

样品2：采用本发明专利制作Φ300mm金刚石圆锯片，其基体厚度为1.0mm，加强片采用直径为120mm，厚度1.0mm；通过压制、烧结、碾压校平、焊接、开刃后其刀头厚度1.2mm，端跳0.14mm。

样品3：采用本发明专利制作Φ350mm金刚石圆锯片，其基体厚度为1.2mm，加强片直径为150mm，厚度1.0mm；通过压制、烧结、碾压校平、焊接、开刃后其刀头厚度1.4mm，端跳0.15mm。

对于样品1-样品3，分别采用试样1和试样4的金刚石烧结体作为金刚石刀头。由于与市场出售的金刚石刀头要更薄，因而显著降低了金属粉末和金刚石的用量，例如相对于现有技术的50％的厚度，就可以金属粉末和金刚石的成本下降了60～80％；同时由于减薄的厚度，反而显著提高了切割效率；例如相对于现有技术的50％的厚度，切割20mm厚的大理石的实验表明可以提高切割效率40～60％；另外切割其它硬质材料同样可以得到类似的结果。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加强型超薄金刚石圆锯片，包括圆形的锯片基体，所述锯片基体的端部设置有金刚石刀头；其特征在于：所述锯片基体的厚度与直径比为0.0020～0.0035，在所述圆形的锯片基体两侧同心的设置有加强型圆锯片，并且所述加强型圆锯片的直径与所述锯片基体的直径比为0.24～0.45；所述圆形的锯片基体与所述加强型圆锯片均采用钢材制成，并且所述加强型圆锯片的钢材的屈服强度为所述圆形的锯片基体的钢材的0.45～0.65；所述加强型圆锯片的钢材的抗拉强度为所述圆形的锯片基体的钢材的0.68～0.76；所述加强型圆锯片的钢材的断裂伸长率≥所述圆形的锯片基体的钢材的断裂伸长率，并且所述圆形的锯片基体的钢材的断裂伸长率不低于10％。

2.根据权利要求1所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述圆形的锯片基体的直径为180～350mm，锯片基体的厚度为0.4～1.2mm；加强型圆锯片的直径为72～150mm，厚度为0.8～1.0mm。

3.根据权利要求1所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述圆形的锯片基体的钢材，以化学成分计含有C：0.46～0.54wt％，Mn：0.50～0.80wt％，Si：0.17～0.37wt％，Cr：0.80～1.10wt％，V：0.10～0.20wt％，S：≤0.03wt％，P：≤0.030wt％。

4.根据权利要求1所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述加强型圆锯片的钢材，以化学成分计含有C：0.62～0.70wt％，Si：0.17～0.37wt％，Mn：0.90～1.20wt％，S：≤0.035wt％，P：≤0.035wt％。

5.根据权利要求1所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述金刚石刀头由金属结合剂与金刚石混合、压制后热压烧结而成，并且其中金刚石的浓度为15～20％；所述金属结合剂含有60～85wt％的铜、10～20wt％的锡，和5～20wt％的钴。

6.根据权利要求5所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述金刚石的粒度为80/100、100/120、120/140或140/170。

7.根据权利要求3所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：所述圆形的锯片基体的钢材的屈服强度≥1150MPa、抗拉强度≥1250MPa。

8.根据权利要求4所述的加强型超薄金刚石圆锯片，其特征在于：加强型圆锯片的钢材的屈服强度为550～700MPa、抗拉强度为800～950MPa，断裂伸长率≥16％。