CN105436507A - 一种金刚石锯片的制备方法 - Google Patents

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郭志成
丁刚
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder

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Abstract

本发明提供一种金刚石锯片的制备方法，包括使用纳米元素粉末和超细预合金粉、金刚石粉为原料，经混料、热压烧结得到金刚石刀头，将金刚石刀头焊接在钢基体上得到金刚石锯片。本项目通过优化组合纳米粉和超细预合金粉，将纳米粉与超细预合金粉的特点综合在一起，显著降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，减少对金刚石的热损伤，提高胎体对金刚石的把持力，从而提高锯片力学性能以及锯片切削性能和使用寿命。

Description

一种金刚石锯片的制备方法
发明领域
本发明涉及一种金刚石锯片的制备方法，属于超硬材料制造领域。
发明背景
随着石材行业的发展，要求高性能和低成本的金刚石锯片。但是由于金刚石属于
非金属，与金属没有很好的亲和力，致使金刚石与一般金属或合金间有很高的界面能，为了提高金刚石工具中金刚石与胎体结合力，人们通常会采取表面合金化、表面粗化的方法提高法提高金刚石与胎体机械镶嵌力；用气相沉积法、化学镀而后热处理法、盐浴法使金刚石与金属形成化学键结合。虽然这些方法可以不同程度地提高金刚石工具中金刚石与胎体的结合力，但还不能彻底解决金刚石工具中金刚石与胎体结合力不牢的问题。
此外，金刚石工具的性能在很大程度上取决于胎体的性质，因此，有关胎体粉末的研究受到行业内广泛的关注。采用预合金粉末作为金刚石工具胎体，具有以下优点：(1)能根据工作对象的性能选用不同成分的胎体，提高工具的使用的针对性；(2)采用预合金粉末制造的金刚石工具，提高了胎体的致密性和均匀性，从而改善胎体的磨损状态；(3)采用预合金粉末制造的金刚石工具，可以提高胎体对其包镶的能力，并且抗冲击性能较好；(4)预合金粉末不易氧化，保存方便，并能简化工具的制造工艺，取得较好的经济效益。因此，有关胎体粉末的研究受到行业内广泛的关注。预合金粉末由于其烧结温度低，把持性好，锋利度高、成本低而备受青睐，应用也日益扩大，成为金刚石工具领域的发展趋势。
但石材的种类和产地不同，其特性也不尽相同，这就要求金刚石锯片在切割这些
不同的石材时，同样表现出优异的切割效率和使用寿命。这就需要对胎体成分进行适当调节。因此，不可能将所有用到的胎体配方都制成预合金粉。实际使用时，需要选择成分近似的预合金粉再添加元素粉进行调节。
粒度为几微米大小的超细预合金粉具有粒度细小，烧结活性高，可以较低温度下
烧结致密化；并且晶粒细小，胎体综合性能优异。但目前添加的元素粉通常是几到几十微米，添加到超细预合金粉中，将不能充分发挥出超细预合金粉的优势。
发明内容
本发明提供一种金刚石锯片的制备方法，包括使用纳米元素粉末和超细预合金粉、金刚石粉为原料，经混料、热压烧结得到金刚石刀头，将金刚石刀头焊接在钢基体上得到金刚石锯片，其特征在于纳米元素粉末的粒度不大于100纳米，超细预合金粉为共还原预合金化粉末，粒度不大于5微米。
本发明通过优化组合纳米粉和超细预合金粉，将纳米粉与超细预合金粉的特点综合在一起，显著降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，减少对金刚石的热损伤，提高胎体对金刚石的把持力，从而提高锯片力学性能以及锯片切削性能和使用寿命。
具体实施方式
金刚石锯片生产过程包括钢基体加工、混料、热压烧结、焊接等过程，其中烧结是金刚石锯片生产中最重要的一道关键工序，烧结过程的好坏直接影响着金刚石锯片的刀头密度、硬度与切削性能。因而提高金属粉末的烧结活性，降低胎体的烧结温度，减小对金刚石的损伤，可以提高金刚石锯片性能。另外，将胎体粉各个元素需要在烧结过程中充分合金化，才能发挥各个元素的功能。元素粉末颗粒需要在烧结过程中扩散实现合金化，因此提前将元素合金化，即使用预合金粉能够明显缩短元素在烧结时的扩散合金化时间，同样会减少对金刚石的损伤。总而言之，使用超细的预合金粉将能明显提高金刚石锯片的综合性能。
但为了调节胎体的成分，胎体配料时添加部分元素粉末进行调节。本发明使用纳米级元素粉末，将充分利用纳米粉末的极高活性和极小的颗粒尺寸，充分降低烧结温度，缩短合金化时间，进一步提高金刚石锯片的切削效率和使用寿命。
本发明的金刚石锯片制备方法，包括使用纳米元素粉末和超细预合金粉、金刚石粉为原料，经混料、热压烧结得到金刚石刀头，将金刚石刀头焊接在钢基体上得到金刚石锯片，其特征在于纳米元素粉末的粒度不大于100纳米，超细预合金粉为共还原预合金化粉末，粒度不大于5微米。
本项目通过优化组合纳米粉和超细预合金粉，将纳米粉与超细预合金粉的特点综合在一起，显著降低烧结温度，提高烧结致密度，增强元素的合金化程度和均匀程度，细化晶粒尺寸，减少对金刚石的热损伤，提高胎体对金刚石的把持力，从而提高锯片力学性能以及锯片切削性能和使用寿命。

Claims (1)

1.一种金刚石锯片的制备方法，包括使用纳米元素粉末和超细预合金粉、金刚石粉为原料，经混料、热压烧结得到金刚石刀头，将金刚石刀头焊接在钢基体上得到金刚石锯片，其特征在于纳米元素粉末的粒度不大于100纳米，超细预合金粉为共还原预合金化粉末，粒度不大于5微米。
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