CN104907947A - 连接金属法兰的金刚石切磨片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连接金属法兰的金刚石切磨片，属于金刚石切削工具的技术领域。本发明所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，包括金属法兰，和安装在金属法兰上的金刚石切磨片；所述金刚石切磨片包括圆盘基体，圆盘基体具有与所述金属法兰相对的内表面，与所述内表面相对的外表面，以及沿着圆周分布的侧面；侧面上形成有延伸至内表面和外表面的金刚石切割刀头，所述外表面的周边设置有圆环形磨削面，所述磨削面上间隔地设置有多个金刚石磨削层，相邻的金刚石磨削层之间形成排屑槽。本发明所述的金刚石切磨片结构简单合理，制作成本低，操作灵活，兼有良好的切割和磨削性能，特别适用于大理石、花岗岩、水泥混凝土的切割和磨削。

Description

连接金属法兰的金刚石切磨片
技术领域
本发明涉及金刚石切削工具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种连接金属法兰的金刚石切磨片。
背景技术
金刚石是已知材料中硬度最高的材料，因而金刚石切削工具成为加工各种坚硬材料不可或缺的材料。金刚石切削工具是将金属粉末和人造金刚石颗粒相混合，经压制和烧结而成。而且随着社会不断发展，基础化建设规模不断扩大，也给金刚石工具提供了更加广阔的应用市场，如今金刚石工具已广泛应用于石材、玻璃、陶瓷以及房屋、道路、桥梁等工程建设中，市场对金刚石工具的使用性能也不断提高，锋利度好、耐磨性高，使用方便，操作简单是用户一致追求。
金刚石工具使用性能主要体现为两个方面：切割和打磨。金刚石工具这两种性能在当今市场上都是分开进行的，用户使用时很不方便，经常换机器，换产品，耗时耗工。目前还没有一款产品将两者有机结合起来，本发明通过独特设计，采用高强度材质高性能粉料将切和磨两种使用方式有机结合起来，用户使用简单，操作方便明显提高生产效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的金刚石工具切和磨性能相互独立问题，本发明的目的在于提供一种将切与磨两种性能有机结合起来，结构简单合理，操作方便，使用寿命长的金刚石切磨片。
为了实现本发明的上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种连接金属法兰的金刚石切磨片，包括金属法兰，和安装在所述金属法兰上的金刚石切磨片；其特征在于：所述金刚石切磨片包括圆盘基体，所述圆盘基体具有与所述金属法兰相对的内表面，与所述内表面相对的外表面，以及沿着圆周分布的侧面；所述侧面上形成有延伸至内表面和外表面的金刚石切割刀头，所述外表面的周边设置有圆环形磨削面，所述磨削面上间隔地设置有多个金刚石磨削层，相邻的金刚石磨削层之间形成排屑槽。
其中，所述多个金刚石磨削层沿着顺时针方向均匀分布在所述圆环形磨削面上。
其中，所述金刚石磨削层自所述圆环形磨削面内圆周的第一端延伸至所述圆环形磨削面外圆周的第二端；并且所述金刚石磨削层的宽度自第一端至第二端逐渐变宽，且在第二端的中间位置具有凹口。
其中，金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成。
其中，热压烧结的温度为800～880℃，压力为250～300kgf/cm2。
其中，所述金刚石切割刀头和金刚石磨削层中金刚石的浓度为0.5～0.8ct/cm3。
其中，所述金刚石的粒度为35/40～50/60，并且粒度为35/40的体积占30～35％，粒度为40/45的体积占35～40％，粒度为50/60的体积占25～30％。
其中，所述金属结合剂由19～22wt％的TSP合金粉、35～40wt％的铜粉、8～10wt％的锡粉、1.0～1.5wt％的造孔剂，和余量的雾化合金粉组成。
其中，所述雾化合金粉中，以其重量计含有：8～10wt％的锡、35～40wt％的铜，和余量的铁。
其中，所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：18～20wt％的Ni、6～8wt％的Cr、10～15wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.2～1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理得到。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的金刚石切磨片结构简单合理，制作成本低，操作灵活，兼有良好的切割和磨削性能，特别适用于用于大理石、花岗岩、水泥混凝土的切割和磨削。
附图说明
图1A为本发明所述的金刚石切磨片的切磨面示意图。
图1B为本发明所述的金刚石切磨片的切磨面示意图。
图2为图1A中D-D横截面的结构示意图。
图3为本发明的金属法兰的半剖图。
图4为本发明的金属法兰的俯示意图。
具体实施方式
本发明所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，包括如图3-4所示的金属法兰，和安装在所述金属法兰上的如图1A/B-2所示的金刚石切磨片。具体来说，所述金刚石切磨片包括圆盘基体10，所述圆盘基体具有与所述金属法兰相对的内表面12，与所述内表面相对的外表面14，以及沿着圆周分布的侧面16；所述侧面16上形成有延伸至内表面和外表面的金刚石切割刀头20，所述外表面的周边设置有圆环形磨削面30，所述磨削面上间隔地设置有多个金刚石磨削层32，相邻的金刚石磨削层之间形成排屑槽34。所述多个金刚石磨削层32沿着顺时针方向均匀分布在所述圆环形磨削面30上。所述金刚石磨削层自所述圆环形磨削面内圆周的第一端延伸至所述圆环形磨削面外圆周的第二端；并且所述金刚石磨削层的宽度自第一端至第二端逐渐变宽，且在第二端的中间位置具有凹口36。
在本发明中，金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成。其中，所述金属结合剂由19～22wt％的TSP合金粉、35～40wt％的铜粉、8～10wt％的锡粉、1.0～1.5wt％的造孔剂，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.5～0.8ct/cm3，并且所述金刚石的粒度为35/40～50/60，并且粒度为35/40的体积占30～35％，粒度为40/45的体积占35～40％，粒度为50/60的体积占25～30％。具体来说，所述雾化合金粉中，以其重量计含有：8～10wt％的锡、35～40wt％的铜，和余量的铁；且其粒度为1.0～10μm。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：18～20wt％的Ni、6～8wt％的Cr、10～15wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.2～1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150～180小时，粒径为20～50nm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。其中的造孔剂可以选择棕刚玉、石墨，或者二者的组合，其径为1.0～10μm，另外也可以采用其它造孔剂。
本发明所述的连接金属法兰的金刚石切磨片通过以下工序制备得到：金刚石的配料、造粒-冷压-热压烧结-喷漆、开刃-组装法兰-检验包装入库。
具体来说，本发明所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，可以通过包括以下步骤的方法制备得到：
1)配料、造粒：按照配比，取雾化合金粉、TSP合金粉、铜粉、锡粉和造孔剂，并加入金刚石，预混制成成型料，采用三维混料机混料，然后利用造粒机进行造粒得到成型料，粒径为50～200μm。
2)冷压：调整好工装模具，先加入钢基体，再投放成型料组装到冷压成型钢模中加压成型得到切磨片坯材，钢基体是65Mn材料。
3)热压烧结：将冷压得到的切磨片坯材，组装在热压钢模中，在真空条件下进行加压烧结，热压烧结的温度为800～880℃，压力为250～300kgf/cm2。
4)喷漆、开刃：将热压烧结后的切磨片，进行去氧化皮，喷清漆，再用砂轮打磨切割片表面保证金刚石暴露。
5)组装法兰包装：将金属法兰按要求组装在切磨片上，按要求包装入库。
实施例1
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由22wt％的TSP合金粉、35wt％的铜粉、10wt％的锡粉、1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的Cr、12wt％的Co、1.2wt％的C、1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
实施例2
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由19wt％的TSP合金粉、40wt％的铜粉、8wt％的锡粉、1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：18wt％的Ni、6wt％的Cr、15wt％的Co、1.0wt％的C、1.2wt％的CrN，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150～180小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
实施例3
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为800℃，压力为300kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由22wt％的TSP合金粉、35wt％的铜粉、10wt％的锡粉、1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的Cr、12wt％的Co、1.2wt％的C、1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
实施例4
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为880℃，压力为250kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由19wt％的TSP合金粉、40wt％的铜粉、8wt％的锡粉、1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：18wt％的Ni、6wt％的Cr、15wt％的Co、1.0wt％的C、1.2wt％的CrN，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150～180小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
实施例5
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由20wt％的TSP合金粉、38wt％的铜粉、9wt％的锡粉、0.9wt％的棕刚玉，0.6wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的Cr、12wt％的Co、1.2wt％的C、1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
实施例6
在本实施例中，所述的金刚石切磨片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由20wt％的TSP合金粉、38wt％的铜粉、9wt％的锡粉、0.9wt％的棕刚玉，0.6wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：19wt％的Ni、8wt％的Cr、10wt％的Co、1.5wt％的C、1.2wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和锡粉的粒径为1.0～10μm。
比较例1
在本比较例中，所述的金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：13.2wt％的锡、45.8wt％的铜、4.4wt％的镍、1.76wt％的铬、2.64wt％的钴、0.26wt％的碳，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。
比较例2
在本比较例中，所述金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由98.5wt％的TSP合金粉、1.0wt％的棕刚玉和0.5wt％的石墨组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的Cr、12wt％的Co、1.2wt％的C、1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。
比较例3
在本比较例中，所述金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为850℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由22wt％的TSP合金粉、1.0wt％的棕刚玉，0.5wt％的石墨，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为0.66ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的Cr、12wt％的Co、1.2wt％的C、1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；上述组分在球磨机中进行机械合金化处理150小时，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：10wt％的锡、35wt％的铜，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。
实施例1-6以及比较例1-3制备得到的连接金属法兰的金刚石切磨片的磨削、切割和切割寿命性能比较如表1所示。
为了便于比较，加工对象均为中硬大理石石材，且以比较例1得到切磨片的磨削、切割和切割寿命为基准(即均标记为1)，其它实施例和比较例的切磨片的磨削、切割和切割寿命相对其的倍数如表1所示。
表1
磨削效率比 切割效率比 切割寿命比
实施例1 2.32 2.10 2.59
实施例2 2.21 2.03 2.62
实施例3 2.03 1.98 2.35
实施例4 1.98 1.85 2.39
实施例5 2.38 2.25 2.61
实施例6 2.35 2.31 2.75
比较例1 1 1 1
比较例2 2.15 2.39 0.69
比较例3 1.80 2.05 0.92
对于本领域的普通技术人员而言，应当理解可以在不脱离本发明公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施上述实施例。本发明的保护范围并不限于具体实施方式部分的具体实施例，只要没有脱离发明实质的实施方式，均应理解为落在了本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连接金属法兰的金刚石切磨片，包括金属法兰，和安装在所述金属法兰上的金刚石切磨片；其特征在于：所述金刚石切磨片包括圆盘基体，所述圆盘基体具有与所述金属法兰相对的内表面，与所述内表面相对的外表面，以及沿着圆周分布的侧面；所述侧面上形成有延伸至内表面和外表面的金刚石切割刀头，所述外表面的周边设置有圆环形磨削面，所述磨削面上间隔地设置有多个金刚石磨削层，相邻的金刚石磨削层之间形成排屑槽。
2.根据权利要求1所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述多个金刚石磨削层沿着顺时针方向均匀分布在所述圆环形磨削面上。
3.根据权利要求1所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述金刚石磨削层自所述圆环形磨削面内圆周的第一端延伸至所述圆环形磨削面外圆周的第二端；并且所述金刚石磨削层的宽度自第一端至第二端逐渐变宽，且在第二端的中间位置具有凹口。
4.根据权利要求1所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：金刚石切割刀头和金刚石磨削层由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成。
5.根据权利要求4所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：热压烧结的温度为800～880℃，压力为250～300kgf/cm2。
6.根据权利要求4所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述金刚石切割刀头和金刚石磨削层中金刚石的浓度为0.5～0.8ct/cm3。
7.根据权利要求6所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述金刚石的粒度为35/40～50/60，并且粒度为35/40的体积占30～35％，粒度为40/45的体积占35～40％，粒度为50/60的体积占25～30％。
8.根据权利要求4所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述金属结合剂由19～22wt％的TSP合金粉、35～40wt％的铜粉、8～10wt％的锡粉、1.0～1.5wt％的造孔剂，和余量的雾化合金粉组成。
9.根据权利要求8所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述雾化合金粉中，以其重量计含有：8～10wt％的锡、35～40wt％的铜，和余量的铁。
10.根据权利要求8所述的连接金属法兰的金刚石切磨片，其特征在于：所述TSP合金粉中，以其重量计含有以下组分：18～20wt％的Ni、6～8wt％的Cr、10～15wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.2～1.5wt％的CrN，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理得到。
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