CN108098062B - 一种钢轨锯切机用金刚石锯片及其生产工艺 - Google Patents
一种钢轨锯切机用金刚石锯片及其生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种钢轨锯切机用金刚石锯片，涉及铁路设备技术领域。由以下重量份的原料组成：金刚石：15.5‑20份，铁粉：10‑15份，铬粉：5‑8份，碳化硅粉：3‑5份，钛粉：4‑6份，锌粉：6‑8份，铜粉：30‑33份，铝粉：2‑3份；稀土元素：8‑12份。本发明还公开了一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，生产的钢轨锯切机用金刚石锯片不仅硬度大，使锯片在切割钢轨时不容易出现损坏，使用寿命极大提高，而且金刚石薄壁锐利，有效提高了切割效率，使切割平稳，快速，保证了切割质量。
Description
技术领域
本发明涉及铁路设备技术领域，特别是涉及一种钢轨锯切机用金刚石锯片及其生产工艺。
背景技术
锯片是用于切割固体材料的薄片形圆形刀具的统称。锯片可分为金刚石锯片、钢锯片和硬质合金锯片等。金刚石作为目前最为坚硬的物质，使金刚石锯片可以切开各种坚硬的材料。目前现有的金刚石锯片应用广泛，强度高，但是切割效率不高，且使用寿命不够长，使用一段时间后极易出现裂纹等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种钢轨锯切机用金刚石锯片及其生产工艺，不仅硬度大，使锯片在切割钢轨时不容易出现损坏，使用寿命极大提高，而且金刚石薄壁锐利，有效提高了切割效率，使切割平稳，快速，保证了切割质量。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种钢轨锯切机用金刚石锯片，由以下重量份的原料组成：金刚石：15.5-20份，铁粉：10-15份，铬粉：5-8份，碳化硅粉：3-5份，钛粉：4-6份，锌粉：6-8份，铜粉：30-33份，铝粉：2-3份；稀土元素：8-12份。
进一步的，由以下重量份的原料组成：金刚石18份，铁粉13份，铬粉6份，碳化硅粉4份，钛粉5份，锌粉7份，铜粉32份，铝粉2份；稀土元素10份。
前所述的一种钢轨锯切机用金刚石锯片，稀土元素包括钕、镧、镝和钐。
前所述的一种钢轨锯切机用金刚石锯片，钕、镧、镝、钐的重量比例为2:2:1:1。
本发明还提供了一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素放入混料机中，搅拌均匀后进行合金化处理，然后通过水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
S2：将金刚石、铁粉、碳化硅粉和铝粉与S1得到的合金粉末进行混合，然后放入混料机中，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合料；
S3：将混合料放入冶炼炉中，将冶炼炉的温度调至1650-1700℃，将混合料冶炼成合金溶液，然后将合金溶液冷却至1350-1400℃，随后将合金溶液倒入至模具中，并用热压机进行热压成型，得到锯片坯料；
S4：对锯片坯料进行铣齿，然后对锯片坯料进行淬火-回火的热处理；
S5：对热处理后的锯片坯料置于≤-75℃的温度下，进行深冷处理，处理之后将锯片坯料加热至30-60℃，保温24小时进行时效处理；
S6：通过喷砂机将细小的石英砂均匀喷至S5得到的锯片坯料上，进行喷砂处理，处理时间为25-35分钟；
S7：对喷砂处理后的锯片进行清洗、干燥，然后涂覆一层防锈油，得到锯片成品。
前所述的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，S4中淬火-回火的热处理具体流程为：将锯片坯料加热至900-960℃，保温10-15分钟，然后通过水冷的方式将锯片坯料冷却至285-300℃，保温10-15分钟后将锯片坯料加热至425-440℃，保温10-15分钟后自然冷却至室温。
前所述的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，S5中深冷处理的时间为4-5小时。
前所述的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，S5中采用干冰进行深冷处理。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中，加入金刚石作为硬质相，以铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素形成的合金作为粘结相，配合铁粉、碳化硅粉和铝粉形成的金属基体，形成超高强度的金刚石锯片，不仅硬度大，使锯片在切割钢轨时不容易出现损坏，使用寿命极大提高，而且金刚石薄壁锐利，有效提高了切割效率，使切割平稳，快速，保证了切割质量；
（2）本发明中，对锯片坯料先进行淬火，使钢材内部奥氏体化，然后部分奥氏体转变为马氏体，大幅度提高了锯片的耐磨性能和疲劳强度，再进行回火工艺，减小锯片的内应力，从而提高锯片韧性，避免锯片产生脆性开裂，有效提高了锯片的使用寿命；
（3）由于马氏体的最终转变点非常低，因此淬火冷却至室温后会残留大量奥氏体，因此本发明中对热处理后的锯片进行深冷处理，将残余的奥氏体转变为马氏体，避免大量奥氏体影响金属的硬度和耐磨性等，同时也可以避免由于奥氏体的不稳定产生组织转变导致体积变化，造成锯片的破裂等现象。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片，由以下重量份的原料组成：金刚石15.5份，铁粉10份，铬粉5份，碳化硅粉3份，钛粉4份，锌粉6份，铜粉30份，铝粉2份；稀土元素8份。
其中，稀土元素由钕、镧、镝、钐按照2:2:1:1的重量比例组成。
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素放入混料机中，搅拌均匀后进行合金化处理，然后通过水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
S2：将金刚石、铁粉、碳化硅粉和铝粉与S1得到的合金粉末进行混合，然后放入混料机中，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合料；
S3：将混合料放入冶炼炉中，将冶炼炉的温度调至1650℃，将混合料冶炼成合金溶液，然后将合金溶液冷却至1350℃，随后将合金溶液倒入至模具中，并用热压机进行热压成型，得到锯片坯料；
S4：对锯片坯料进行铣齿，然后将锯片坯料加热至900℃，保温10分钟，然后通过水冷的方式将锯片坯料冷却至285℃，保温10分钟后将锯片坯料加热至425℃，保温10分钟后自然冷却至室温；
S5：对热处理后的锯片坯料置于零下75℃的温度下，采用干冰进行深冷处理，处理的时间为4小时，处理之后将锯片坯料加热至30℃，保温24小时进行时效处理；
S6：通过喷砂机将细小的石英砂均匀喷至S5得到的锯片坯料上，进行喷砂处理，处理时间为25分钟；
S7：对喷砂处理后的锯片进行清洗、干燥，然后涂覆一层防锈油，得到锯片成品。
实施例2
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片，由以下重量份的原料组成：金刚石20份，铁粉15份，铬粉8份，碳化硅粉5份，钛粉6份，锌粉8份，铜粉33份，铝粉3份；稀土元素12份。
其中，稀土元素由钕、镧、镝、钐按照2:2:1:1的重量比例组成。
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素放入混料机中，搅拌均匀后进行合金化处理，然后通过水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
S2：将金刚石、铁粉、碳化硅粉和铝粉与S1得到的合金粉末进行混合，然后放入混料机中，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合料；
S3：将混合料放入冶炼炉中，将冶炼炉的温度调至1700℃，将混合料冶炼成合金溶液，然后将合金溶液冷却至1400℃，随后将合金溶液倒入至模具中，并用热压机进行热压成型，得到锯片坯料；
S4：对锯片坯料进行铣齿，然后将锯片坯料加热至960℃，保温15分钟，然后通过水冷的方式将锯片坯料冷却至300℃，保温15分钟后将锯片坯料加热至440℃，保温15分钟后自然冷却至室温；
S5：对热处理后的锯片坯料置于零下80℃的温度下，采用干冰进行深冷处理，处理的时间为5小时，处理之后将锯片坯料加热至60℃，保温24小时进行时效处理；
S6：通过喷砂机将细小的石英砂均匀喷至S5得到的锯片坯料上，进行喷砂处理，处理时间为35分钟；
S7：对喷砂处理后的锯片进行清洗、干燥，然后涂覆一层防锈油，得到锯片成品。
实施例3
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片，由以下重量份的原料组成：金刚石18份，铁粉13份，铬粉6份，碳化硅粉4份，钛粉5份，锌粉7份，铜粉32份，铝粉2份；稀土元素10份。
其中，稀土元素由钕、镧、镝、钐按照2:2:1:1的重量比例组成。
本实施例提供的一种钢轨锯切机用金刚石锯片的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素放入混料机中，搅拌均匀后进行合金化处理，然后通过水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
S2：将金刚石、铁粉、碳化硅粉和铝粉与S1得到的合金粉末进行混合，然后放入混料机中，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合料；
S3：将混合料放入冶炼炉中，将冶炼炉的温度调至1680℃，将混合料冶炼成合金溶液，然后将合金溶液冷却至1380℃，随后将合金溶液倒入至模具中，并用热压机进行热压成型，得到锯片坯料；
S4：对锯片坯料进行铣齿，然后将锯片坯料加热至935℃，保温13分钟，然后通过水冷的方式将锯片坯料冷却至290℃，保温13分钟后将锯片坯料加热至430℃，保温10-15分钟后自然冷却至室温；
S5：对热处理后的锯片坯料置于≤-75℃的温度下，采用干冰进行深冷处理，处理的时间为4.5小时，处理之后将锯片坯料加热至45℃，保温24小时进行时效处理；
S6：通过喷砂机将细小的石英砂均匀喷至S5得到的锯片坯料上，进行喷砂处理，处理时间为30分钟；
S7：对喷砂处理后的锯片进行清洗、干燥，然后涂覆一层防锈油，得到锯片成品。
对比例：市售湖北森森金刚石工具有限公司生产的锯片。
将实施例1-实施例3制得的钢轨锯切机用金刚石锯片与对比例进行对比试验，试验项目与结果如下：
试验1：在锯片的转速均相同的前提下，分别采用四块锯片切割同一条钢轨，试验得，实施例3的锯片用时2.6s将钢轨切断，切面平整；实施例1的锯片用时3.2s将钢轨切断，切面较平整；实施例2的锯片用时3.3s将钢轨切断，切面较平整；对比例的锯片用时3.6s将钢轨切断，切面略微粗糙。
试验2：在锯片的转速均相同的前提下，分别采用四块锯片不间断对同一材质的钢轨进行切割，对此例的锯片在连续工作42小时后出现细微缺口，连续工作68小时后出现裂纹，连续工作83小时后损坏；实施例1的锯片在连续工作63小时后出现细微缺口，连续工作82小时后出现裂纹，连续工作103小时后损坏,；实施例2的锯片在连续工作66小时后出现细微缺口，连续工作85小时后出现裂纹，连续工作107小时后损坏；实施例3的锯片在连续工作75小时后出现细微缺口，连续工作94小时后出现裂纹，连续工作128小时后损坏。
由上述试验可以看出，本发明制得的钢轨锯切机用金刚石锯片，不仅切割效率优于对比例，且切割质量也高于对比例，同时，使用寿命也更长。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：配料：所述钢轨锯切机用金刚石锯片由以下重量份的原料组成：金刚石：15.5-20份，铁粉：10-15份，铬粉：5-8份，碳化硅粉：3-5份，钛粉：4-6份，锌粉：6-8份，铜粉：30-33份，铝粉：2-3份；稀土元素：8-12份，随后按照重量份将铜粉、锌粉、铬粉、钛粉以及稀土元素放入混料机中，搅拌均匀后进行合金化处理，然后通过水雾化工艺制得具有树枝状晶体结构的合金粉末；
S2：按照重量份将金刚石、铁粉、碳化硅粉和铝粉与S1得到的合金粉末进行混合，然后放入混料机中，进行搅拌，搅拌均匀后得到混合料；
S3：将混合料放入冶炼炉中，将冶炼炉的温度调至1650-1700℃，将混合料冶炼成合金溶液，然后将合金溶液冷却至1350-1400℃，随后将合金溶液倒入至模具中，并用热压机进行热压成型，得到锯片坯料；
S4：对锯片坯料进行铣齿，然后对锯片坯料进行淬火-回火的热处理；
S5：对热处理后的锯片坯料置于≤-75℃的温度下，进行深冷处理，处理之后将锯片坯料加热至30-60℃，保温24小时进行时效处理；
S6：通过喷砂机将细小的石英砂均匀喷至S5得到的锯片坯料上，进行喷砂处理，处理时间为25-35分钟；
S7：对喷砂处理后的锯片进行清洗、干燥，然后涂覆一层防锈油，得到锯片成品。
2.根据权利要求1所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述钢轨锯切机用金刚石锯片由以下重量份的原料组成：金刚石18份，铁粉13份，铬粉6份，碳化硅粉4份，钛粉5份，锌粉7份，铜粉32份，铝粉2份；稀土元素10份。
3.根据权利要求1或2所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述稀土元素包括钕、镧、镝和钐。
4.根据权利要求3所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述钕、镧、镝、钐的重量比例为2:2:1:1。
5.根据权利要求1所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述S4中淬火-回火的热处理具体流程为：将锯片坯料加热至900-960℃，保温10-15分钟，然后通过水冷的方式将锯片坯料冷却至285-300℃，保温10-15分钟后将锯片坯料加热至425-440℃，保温10-15分钟后自然冷却至室温。
6.根据权利要求1所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述S5中深冷处理的时间为4-5小时。
7.根据权利要求1所述的钢轨锯切机用金刚石锯片的制备方法，其特征在于：所述S5中采用干冰进行深冷处理。
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