CN108673752A - 一种金刚石刀头及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石刀头，由复数层冷压坯烧结而成，冷压坯由工作层和焊接层组成，金刚石颗粒均匀有序的排布在工作层的表面，工作层由胎体粉末和金刚石颗粒形成，所述胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：10～30％、预合金粉末FeNiCo：20～40％、预合金粉末CuSn：20～40％、Co：3～10％；焊接层的胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：70～90％；Co：10～30％。本发明可以使金刚石刀头的利用效率更高，较普通产品锋利度提高30％，使用寿命提高25％。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石锯片的技术领域，特别涉及一种金刚石刀头及其制造工艺。
背景技术
金刚石锯片是一种切割工具，广泛应用于混凝土、耐火材料、食材、陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石锯片一般由金刚石刀头和基体构成，基体是连接金刚石刀头的主要支撑部分，而金刚石刀头则是在使用过程中起切割的部分，金刚石刀头和基体之间主要采用银焊接或者激光焊接等焊接方式。金刚石颗粒则包裹在刀头内部，会在使用中不断的消耗掉，而基体则不会。
在金刚石锯片的使用过程中，用户越来越更加注重其工作效率，衡量金刚石锯片质量高低主要有两个方面：一是锋利度，二是金刚石锯片的使用寿命。如果切割不够锋利，金刚石刀头容易脱落，切割强度低，切割效率低。再者，一般产品的金刚石颗粒是无需排列的，而且分布不均匀，金刚石也得不到充分利用。
因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种金刚石刀头及其制造工艺，本案由此产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种金刚石刀头及其制造工艺，能够大大提高金刚石刀头的锋利度和使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种金刚石刀头，由复数层冷压坯烧结而成，冷压坯由工作层和焊接层组成，金刚石颗粒均匀有序的排布在工作层的表面，工作层由胎体粉末和金刚石颗粒形成，所述胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：10～30％、预合金粉末FeNiCo：20～40％、预合金粉末CuSn：20～40％、Co：3～10％；焊接层的胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：70～90％；Co：10～30％。
进一步，金刚石颗粒沿金刚石刀头的刀口方向竖直排列。
进一步，相邻两排金刚石颗粒错位排列。
进一步，金刚石颗粒的粒度为35/40目，金刚石浓度为10％～30％。
进一步，预合金粉末FeCuCo采用化学法制作，具体成分比例为Fe：30～55％、Cu：10～35％、Co：10～35％。
进一步，预合金粉末FeNiCo电解法制作，具体成分比例为Fe：70～85％、Ni：14～25％、Co：1～5％。
进一步，预合金粉CuSn采用雾化法制作，具体成分比例为：Cu：80～90％、Sn：10～20％。
进一步，由4到7层冷压坯烧结而成。
一种金刚石刀头制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：采用自动冷压工艺使工作层和焊接层实现整体一次性压制成冷压坯；
步骤二：将金刚石颗粒均匀有序的压制在工作层的表面上；
步骤三：将复数层冷压坯压制烧结而成一齿刀头。
进一步，在步骤一中，冷压压力为3-5吨/平方厘米，冷压坯长和宽尺寸需小于烧结刀头长和宽尺寸0.1-0.3mm。
采用上述方案后，本发明具有以下优点：
1、金刚石颗粒通过模板排列设计，结合特殊的材料配比，可以使金刚石的利用效率更高，较普通产品锋利度提高30％，相较普通产品其使用寿命提高25％；
2、本发明设置了焊接层，有利于与金刚石锯片的基体焊接，而且采用焊接层，比现有技术中金刚石刀头直接与基体焊接，也大大降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明冷压坯的示意图；
图2是本发明冷压坯的侧视图；
图3是本发明复数层冷压坯的组装成一齿刀头的示意图；
图4是本发明运用在金刚石锯片上的示意图。
标号说明
焊接层1 工作层2 金刚石颗粒3
金刚石锯片90 金刚石刀头901 基体902
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。本发明所揭示的是一种金刚石刀头，如图1、图2和图3所示，为本发明的较佳实施例，由复数层冷压坯烧结而成，冷压坯由工作层2和焊接层1组成，金刚石颗粒3均匀有序的排布在工作层2的表面上。
工作层2由胎体粉末和金刚石颗粒3形成，所述胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：10～30％、预合金粉末FeNiCo：20～40％、预合金粉末CuSn：20～40％、Co：3～10％；焊接层的胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：70～90％；Co：10～30％。在本发明中，通过采用FeCuCo和FeNiCo合金代替Co粉降低粉料成本约50％，同时，也提高了产品的烧结稳定性和切割性能。
如图4所示，将本发明运用金刚石锯片90上，金刚石锯片90包括金刚石刀头901和基体902，通过焊接层1，金刚石刀头2与基体902焊接在一起。
如图4所示，金刚石颗粒3沿金刚石刀头901的刀口方向竖直排列，有利于金刚石颗粒3得到充分利用。在本发明又一实施例中，如图3所示，相邻两排金刚石颗粒3错位排列，错位排列的金刚石颗粒3得到利用的效果更加。
进一步，金刚石颗粒3的粒度为35/40目，金刚石浓度为10％～30％。浓度为100％是指每单位体积刀头含金刚石克拉数为0.88。
进一步，预合金粉末FeCuCo采用化学法制作，具体成分比例为Fe：30～55％、Cu：10～35％、Co：10～35％。进一步，预合金粉末FeNiCo电解法制作，具体成分比例为Fe：70～85％、Ni：15～25％、Co：1～4％。进一步，预合金粉CuSn采用雾化法制作，具体成分比例为：Cu：75～95％、Sn：10～25％。
进一步，金刚石刀头901由4到7层冷压坯烧结而成。金刚石颗粒3采用特殊的排布工艺均匀有序的排布在每齿金刚石刀头901内。
实施例：一种金刚石刀头制造工艺，步骤一：冷压坯由工作层2和焊接层1组成，工作层2由胎体粉末和金刚石颗粒3形成，金刚石颗粒3的粒度为35/40目，金刚石浓度为30％，所述胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：30％、预合金粉末FeNiCo：40％、预合金粉末CuSn：20％、Co：10％；其中，预合金粉末FeCuCo采用化学法制作，具体成分比例为Fe：50％、Cu：25％、Co：25％，预合金粉末FeNiCo电解法制作，具体成分比例为Fe：80％、Ni：18％、Co：2％，预合金粉CuSn采用雾化法制作，具体成分比例为：Cu：85％、Sn：15％。采用自动冷压工艺使工作层2和焊接层1实现整体一次性压制成冷压坯，冷压压力控制在3-5吨/平方厘米，冷压坯长和宽尺寸需小于烧结刀头长和宽尺寸0.1-0.3mm。
步骤二：采用模具点胶法将金刚石颗粒均匀有序的排布在工作层的表面；金刚石颗粒如图3所示，金刚石颗粒沿金刚石刀头的刀口方向竖直排列，按照相邻两排金刚石颗粒错位排列的方式。
步骤三：由7层冷压坯压制烧结而成一齿刀头。
采用以上制作工艺和粉末配比制作的激光焊墙锯产品在奥地利测试相对于常规产品锋利度提高30％，寿命提高25％，具体测试参数及数据如下：
切割对象混凝土块骨料配比如下表所示，混凝土块尺寸长宽高:1500x 1000x300mm；钢筋直径：30mm；钢筋数量：30根。
切割参数及测试数据如下：
墙锯机功率：22KW
钢筋混凝土片直径：Φ800mm刀头尺寸：20*4.7*13.5mm齿数：80
转速/线速度：1000RPM/41.8m/s
切割效率：34cm 2/min，7分钟(切割一块100*30cm,刀头消耗0.25mm),墙锯寿命：12m2/每片锯片(消耗刀头高度:0.83mm/m2)
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (10)
1.一种金刚石刀头，其特征在于：由复数层冷压坯烧结而成，冷压坯由工作层和焊接层组成，金刚石颗粒均匀有序的排布在工作层的表面，工作层由胎体粉末和金刚石颗粒形成，所述胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：10～30％、预合金粉末FeNiCo：20～40％、预合金粉末CuSn：20～40％、Co：3～10％；焊接层的胎体粉末按重量百分比由如下组分组成：预合金粉末FeCuCo：70～90％；Co：10～30％。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头，其特征在于：金刚石颗粒沿金刚石刀头的刀口方向竖直排列。
3.根据权利要求2所述的一种金刚石刀头，其特征在于：相邻两排金刚石颗粒错位排列。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种金刚石刀头，其特征在于：金刚石颗粒的粒度为35/40目，金刚石浓度为10％～30％。
5.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头，其特征在于：预合金粉末FeCuCo采用化学法制作，具体成分比例为Fe：30～55％、Cu：10～35％、Co：10～35％。
6.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头，其特征在于：预合金粉末FeNiCo电解法制作，具体成分比例为Fe：70～85％、Ni：14～25％、Co：1～5％。
7.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头，其特征在于：预合金粉CuSn采用雾化法制作，具体成分比例为：Cu：80～90％、Sn：10～20％。
8.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头，其特征在于：由4到7层冷压坯烧结而成。
9.一种如权利要求1所述金刚石刀头的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：采用自动冷压工艺使工作层和焊接层实现整体一次性压制成冷压坯；
步骤二：将金刚石颗粒均匀有序的压制在工作层的表面上；
步骤三：将复数层冷压坯压制烧结而成一齿刀头。
10.根据权利要求9所述的一种金刚石刀头的制造工艺，其特征在于：在步骤一中，冷压压力为3-5吨/平方厘米，冷压坯长和宽尺寸需小于烧结刀头长和宽尺寸0.1-0.3mm。
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