CN104875287A - 干湿两用激光焊接金刚石锯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干湿两用激光焊接金刚石锯片，属于金刚石加工工具的技术领域。本发明的金刚石锯片，包括圆形基体，基体包括位于边缘的侧圆周表面；从所述侧圆周表面向内沿着圆心方向延伸形成有间隔设置的多个排屑槽，所述排屑槽之间形成有金刚石刀头；所述排屑槽包括间隔设置的第一排屑槽和第二排屑槽；金刚石刀头包括间隔设置的第一和第二金刚石刀头；所述第一排屑槽的横截面大于第二排屑槽；第一金刚石刀头表面为平面，第二金刚石刀头表面设置有多个凸起条，所述突起条之间为凹槽。本发明的金刚石锯片在切割过程中能够很好的排屑，散热，可以在没有冷却水打磨条件下保持很好的保持切割性能，解决了用户在极端条件下加工难题。

Description

干湿两用激光焊接金刚石锯片
技术领域
本发明涉及金刚石加工工具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种干湿两用激光焊接金刚石锯片。
背景技术
当今市场，金刚石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。随着技术的不断发展，对切割效率和切割速率的要求也越来越高，而且切割时的环境也十分苛刻，例如经常需要在无法提供冷却水的条件下进行切割，然而当前市场中大部分的金刚石锯片都需要依靠冷却水才能进行切割作业。
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干湿两用激光焊接金刚石锯片。
一种干湿两用激光焊接金刚石锯片，包括圆形基体，所述圆形基体包括位于基体边缘的侧圆周表面；其特征在于：从所述侧圆周表面向内沿着圆心方向延伸形成有间隔设置的多个排屑槽，所述排屑槽之间形成有金刚石刀头；其特征在于：所述排屑槽包括间隔设置的第一排屑槽和第二排屑槽；所述金刚石刀头包括间隔设置的第一金刚石刀头和第二金刚石刀头；所述第一排屑槽的横截面大于第二排屑槽；所述第一金刚石刀头表面为平面，所述第二金刚石刀头表面设置有多个凸起条，所述突起条之间为凹槽。
其中，每个排屑槽均由一个梯形缺口和一个U形槽组成。
其中，所述每个第二金刚石刀头表面的多个凸起条相互平行。
其中，从所述第一金刚石刀头沿着径向向圆心方向延伸形成有第一散热孔阵列；从所述第二金刚石刀头沿着径向向圆心方向延伸形成有第二散热孔阵列。
其中，所述第一散热孔阵列和第二散热阵列沿着径向向圆心方向的散热孔直径逐渐变小。
其中，所述金刚石刀头通过热压烧结工艺形成，并且烧结温度为780～800℃，压力为300～350kg/cm2。
其中，所述金刚石刀头的原料组成为：24～34wt％的铜粉、7～17wt％的钴粉、3～11wt％的镍粉、2～9wt％的锡粉、1.1～2.2wt％的稀土合金粉、0.6～1.5wt％的液体石蜡、1.4～2.7wt％的金刚石，和余量的铁粉。
作为优选地，所述金刚石刀头的原料组成为：26～32wt％的铜粉、10～15wt％的钴粉、5～9wt％的镍粉、4～7wt％的锡粉、1.3～1.8wt％的稀土合金粉、0.9～1.3wt％的液体石蜡、1.6～2.2wt％的金刚石，和余量的铁粉。
其中，所述铜粉、钴粉、镍粉、锡粉，和铁粉的粒径为1～10μm。
其中，所述金刚石的抗压强度为25kg，所述金刚石的粒度为35/40、40/45，或45/50。
其中，所述稀土合金粉，由以下组分组成：25～35wt％的La、8～10wt％的Ce、3～5wt％的Nd、0.10～0.15wt％的C，和余量的Cu组成；并且上述组分在球磨机中机械合金化处理100～120小时得到。
本发明所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片具有以下有益效果：
1.当切割机在高速切割材料时，刀头设计可以将更多的粉尘颗粒从切割缝隙中输送走，降低金刚石锯片的切割阻力，使得锯片切割效率更高，同时切割缝隙空间能够得到很好的控制，使风流能够顺利的从切割缝隙中流动带走刀头切割时产生的热量，使刀头保持一个相对稳定的切割性能。
2.通过对基体优化设计，设计成一个大槽口和一个小槽口，同时带有内外均匀分布的特殊散热孔，通过此设计可以使激光焊接金刚石锯片在切割过程中更好的排屑，提高风流散热效率，能够使得金刚石锯片切割过程中基体表面与材料摩擦产生的热量得到更快的散发，从而保持基体不会因摩擦产生的高温而导致基体应力增大，甚至变形而无法继续切割。
3.本发明采用激光焊接，强度高，安全性能好，保证刀头在极端条件使用时不易脱落。
附图说明
图1为本发明所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的干湿两用激光焊接金刚石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。
如附图1所示，本实施例所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，包括圆形基体10，所述圆形基体10包括位于基体边缘的侧圆周表面；从所述侧圆周表面向内沿着圆心方向延伸形成有间隔设置的多个排屑槽，所述排屑槽之间形成有金刚石刀头；所述排屑槽包括间隔设置的第一排屑槽21和第二排屑槽22；所述金刚石刀头包括间隔设置的第一金刚石刀头31和第二金刚石刀头32；所述第一排屑槽21的横截面大于第二排屑槽22；所述第一金刚石刀头31表面为平面，所述第二金刚石刀头32表面设置有多个凸起条，所述突起条之间为凹槽。其中，每个排屑槽均由一个梯形缺口和一个U形槽组成；所述每个第二金刚石刀头表面的多个凸起条相互平行。从所述第一金刚石刀头31沿着径向向圆心方向延伸形成有第一散热孔阵列41；从所述第二金刚石刀头32沿着径向向圆心方向延伸形成有第二散热孔阵列42；所述第一散热孔阵列和第二散热阵列沿着径向向圆心方向的散热孔直径逐渐变小。在图1中，第一金刚石刀头和第二金刚石刀头的个数均为8个。当然根据基体的大小，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头的个数可以设计为5～15个。
本发明干湿两用激光焊接金刚石锯片制造工序如下：
1.基体加工
根据图纸要求，激光切割所需基体，然后经过打磨平整。
2.金刚石刀头片制烧结成型
根据配比，称取铜、钴、镍、铁、锡(金属元素均为粉料，粒径为5μm)，稀土合金粉，液体石蜡和金刚石(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)，混匀后通过冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨制备第一和第二金刚石刀头，其热压烧结温度为780～800℃，压力300～350kg/cm2，保温时间180秒。在本发明的实施例中所述稀土合金粉含有30wt％的La、10wt％的Ce、5wt％的Nd、0.10wt％的C，和余量的Cu组成；并且上述组分在球磨机中机械合金化处理100小时得到。
3.激光焊接
将金刚石刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测。
4.打磨、喷漆、检验
然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，将焊接后干湿两用激光焊接金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
实施例1
取铜粉2.7kg、铁粉4.16kg、镍粉0.5kg、钴粉1.5kg、锡粉0.7kg、稀土合金粉0.15kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.13kg、金刚石0.16kg(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结(烧结温度为800℃，压力320kg/cm2)，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干湿两用激光焊接金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
实施例2
取铜粉3.1kg、铁粉4.15kg、镍粉0.8kg、钴粉1.1kg、锡粉0.4kg、稀土合金粉0.15kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.10kg、金刚石0.20kg(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结(烧结温度为800℃，压力320kg/cm2)，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干湿两用激光焊接金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
实施例3
取铜粉2.9kg、铁粉4.3kg、镍粉0.65kg、钴粉1.2kg、锡粉0.5kg、稀土合金粉0.16kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.11kg、金刚石0.18kg(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结(烧结温度为800℃，压力320kg/cm2)，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干湿两用激光焊接金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。
比较例1
金刚石刀头的原料和制备工艺同实施例3，但其中的第一金刚石刀头和第二金刚石刀头均为平面结构。
比较例2
金刚石刀头的原料和制备工艺同实施例3，但其中的每个金刚石刀头均设置有多个相互平行的凸起条，所述突起条之间为凹槽。
比较例3
与实施例3的区别仅在于原料的组成。金刚石刀头的原料组成为：铜粉2.9kg、铁粉3.2kg、锌粉1.1kg、镍粉0.65kg、钴粉1.2kg、锡粉0.5kg、稀土合金粉0.16kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.11kg、金刚石0.18kg(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)
比较例4
与实施例3的区别仅在于原料的组成。金刚石刀头的原料组成为：铜粉2.9kg、铁粉3.2kg、钛粉1.1kg、镍粉0.65kg、钴粉1.2kg、锡粉0.5kg、稀土合金粉0.16kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.11kg、金刚石0.18kg(抗压强度为25Kg，粒度为35/40)
比较例5
与实施例3的区别仅在于使用的稀土合金粉为镧铈合金粉，且镧的含量为60wt％，余量为40wt％的铈。并且上述镧和铈在球磨机中机械合金化处理100小时得到。
实施例1～3以及比较例1～5制备得到的金刚石锯片在有冷却水和无冷却水的情况下，切割寿命性能如表1所示。为了便于比较，加工对象均为相同的大理石，且以比较例1得到切割片在无冷却水情况下的切割寿命为基准(标记为1)，其它实施例和比较例的切割寿命的数值代表其切割寿命与比较例1的比值。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
有冷却水 4.8 5.0 5.1 4.2 3.5 3.5 3.8 4.2
无冷却水 2.1 2.0 2.2 1 1.3 1.5 1.6 1.6
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 (10)

1.一种干湿两用激光焊接金刚石锯片，包括圆形基体，所述圆形基体包括位于基体边缘的侧圆周表面；从所述侧圆周表面向内沿着圆心方向延伸形成有间隔设置的多个排屑槽，所述排屑槽之间形成有金刚石刀头；其特征在于：所述排屑槽包括间隔设置的第一排屑槽和第二排屑槽；所述金刚石刀头包括间隔设置的第一金刚石刀头和第二金刚石刀头；所述第一排屑槽的横截面大于第二排屑槽；所述第一金刚石刀头表面为平面，所述第二金刚石刀头表面设置有多个凸起条，所述突起条之间为凹槽。
2.根据权利要求1所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：每个排屑槽均由一个梯形缺口和一个U形槽组成。
3.根据权利要求1所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述每个第二金刚石刀头表面的多个凸起条相互平行。
4.根据权利要求1所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：从所述第一金刚石刀头沿着径向向圆心方向延伸形成有第一散热孔阵列；从所述第二金刚石刀头沿着径向向圆心方向延伸形成有第二散热孔阵列。
5.根据权利要求4所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述第一散热孔阵列和第二散热阵列沿着径向向圆心方向的散热孔直径逐渐变小。
6.根据权利要求1所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石刀头通过热压烧结工艺形成。
7.根据权利要求6所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：烧结温度为780～800℃，压力为300～350kg/cm2。
8.根据权利要求6所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石刀头的原料组成为：24～34wt％的铜粉、7～17wt％的钴粉、3～11wt％的镍粉、2～9wt％的锡粉、1.1～2.2wt％的稀土合金粉、0.6～1.5wt％的液体石蜡、1.4～2.7wt％的金刚石，和余量的铁粉。
9.根据权利要求6所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石刀头的原料组成为：26～32wt％的铜粉、10～15wt％的钴粉、5～9wt％的镍粉、4～7wt％的锡粉、1.3～1.8wt％的稀土合金粉、0.9～1.3wt％的液体石蜡、1.6～2.2wt％的金刚石，和余量的铁粉。
10.根据权利要求8或9所述的干湿两用激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述稀土合金粉，由以下组分组成：25～35wt％的La、8～10wt％的Ce、3～5wt％的Nd、0.10～0.15wt％的C，和余量的Cu组成；并且上述组分在球磨机中机械合金化处理100～120小时得到。
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