CN109267461A - 激光焊接金刚石锯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光焊接金刚石锯片，属于金刚石工具的技术领域。本发明的激光焊接金刚石锯片，包括圆环形基体，基体的侧壁上激光钎焊多个第一和第二金刚石刀头，其中第一金刚石刀头沿着侧壁的内侧向外侧错开一定距离，第二金刚石刀头沿着侧壁的外侧向内侧错开一定距离；并且第一金刚石刀头和第二金刚石刀头相互交替设置。本发明的金刚石锯片切割混凝土时刃口更锋利，不仅提高了切削效率，同时也减少了电力消耗，尤其适用于新混凝土路面伸缩缝、墙面电线槽、楼板地暖槽等应用场所的施工。

Description

激光焊接金刚石锯片
技术领域
本发明属于金刚石工具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种激光焊接金刚石锯片。
背景技术
在当今高速发展经济的大背景下，低碳环保已经成为大势所趋，基础建设离不开金刚石锯片，在浇筑混凝土路面和工程施工过程中随着用工成本的提升，高效节能的工具势必受到用户的青睐。为了适应高效节能的使用要求，并且使得产品成本更经济，市场竞争力更强，并且能更高效的满足使用，有必要进一步降低金刚石切割锯片的生产成本(减少金属粉末以及金刚石颗粒的消耗)、使用成本(提高切削效率并且减少电力消耗)。
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激光焊接金刚石锯片。
为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种激光焊接金刚石锯片，包括圆环形基体，所述基体包括位于外边缘的侧壁，其特征在于：所述侧壁上激光钎焊多个第一金刚石刀头和第二金刚石刀头，所述第一金刚石刀头沿着侧壁的内侧向外侧错开一定距离，所述第二金刚石刀头沿着侧壁的外侧向内侧错开一定距离；其中，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头相互交替设置。
其中，所述第一金刚石刀头、第二金刚石刀头的宽度与所述侧壁的厚度相等。
其中，错开的距离为侧壁厚度的1/4～1/2，更优选地，所述错开的距离为侧壁厚度的1/4～1/3。
其中，所述圆环形基体的厚度为6～15mm，更优选为6～10mm。
其中，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头的形状和大小均相同。
其中，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头由金属结合剂、液体石蜡和金刚石颗粒组成的原料混匀后经过冷压、热压烧结而成。
其中，所述原料的组成为：10-35wt％的铜粉、3-10wt％的镍粉、2-15wt％的钴粉、1-7wt％的锡粉、15-25wt％的稀土合金粉、0.2-0.8wt％的液体石蜡、1.2-2.5wt％的金刚石颗粒，和余量的铁粉。
其中，所述金刚石颗粒由粒度为30/40、40/50以及50/60的金刚石级配而成，并且所述金刚石颗粒的抗压强度为25-40kg。
其中，所述稀土合金粉为镧镍合金粉或铜铈合金粉。
其中，热压烧结温度为720～800℃，压力250～350kg/cm2，保温时间为150～180秒。
与最接近的现有技术相比，本发明所述的激光焊接金刚石锯片具有以下有益效果：
①将锯片的齿做薄，然后通过刀头与基体的厚度差实现有规律的错齿排布，使得切割机在高速切割混凝土路面等材料时，错开锯片的刀头相当于加厚了刀头厚度，满足了新混凝土路面伸缩缝、墙面电线槽、楼板地暖槽等应用场所的施工。
②由于该锯片错齿均布，比常规锯片切割同等尺寸标号的混凝土时切割时刃口更锋利，可以达到事半功倍的效果，不仅缩短了切割时间，同时也减少了电力消耗。
③金刚石刀头原料中添加的稀土合金粉为常规含量的数倍，虽然其硬度仅略有提高，但热压烧结的金刚石刀头韧性好，能够保证错齿刀头的使用安全，而且金刚石出刃高度大为增加，更有利于发挥错齿刀头的切削性能，并且提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明的激光焊接金刚石锯片的结构示意图。
图2为图1沿着A-A方向的截面结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的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；需要指出的是实施例中有关结构、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。
如附图1-2所示，本发明的激光焊接金刚石锯片，包括圆环形钢基体，钢基体包括两个圆形的主表面(为了表述方法，将面对我们的一面定义为内主表面，将背对我们的一面定义为外主表面)以及位于钢基体外边缘的侧壁。侧壁上通过激光钎焊交替地设置有第一和第二金刚石刀头。其中，第一金刚石刀头沿着侧壁的内侧向外主表面错开一定距离，第二金刚石刀头沿着侧壁的外侧向内主表面错开一定距离。第一和第二金刚石刀头的宽度与侧壁的厚度(也就是圆环形钢基体的厚度)基本相等或者相差较小，并且错开的距离为侧壁宽度的1/4～1/2，例如错开的距离为侧壁宽度的1/4、1/3、1/2。在本发明中，所述圆环形基体的厚度根据其直径大小通常设置为6～15mm、例如可以设计为6mm、8mm、10mm、12mm以及15mm的规格。举例来说，对于厚度为6mm的钢基体而言，第一金刚石刀头或第二金刚石刀头的厚度也优选为6mm，当然根据实际情况也可以设计为5mm或7mm，而错开的距离优选为2mm。对于基体厚度为10mm的金刚石锯片，错开的距离优选为2.5mm，对于基体厚度为15mm的金刚石锯片，错开的距离的优选为3mm。与现有技术相同的是在相邻的金刚石刀头之间，例如相邻的第一和第二金刚石刀头之间同样设置有排屑槽，而且为了与切割机装配，所述钢基体的中心通过机加工形成有装配孔。在本发明中，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头仅是为了表述方便而加以区别，实际上可以具有相同的大小和区别，或者其形状和大小的差异仅是误差导致的，二者只是焊接的位置存在差异。
本发明的激光焊接金刚石锯片的制造工艺主要包括如下工序：
1.基体加工
根据图纸要求，对钢板依次进行淬火、回火；然后激光切割形状，回火，磨平面，磨内孔、磨外圆，去毛刺。
2.金刚石刀头的制备
根据具体使用要求，选取铜、钴、镍、铁、锡、稀土合金、液体石蜡和金刚石等混合均匀，然后通过冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨制作金刚石刀头，其热压烧结温度为720～800℃，压力250～350kg/cm2，保温时间150～180秒。
3.激光钎焊
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金刚石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
将激光钎焊后错齿排布的金刚石锯片先将刀头内侧面喷砂，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，将焊接后错齿排布金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后以600N/mm2强度标准对每个金刚石刀头进行安全焊接强度检测，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
实施例1
将45号钢板按图纸要求加工成直径为120mm、厚度为6mm的圆环形钢基体。取铜粉2.7kg，铁粉3.9kg，镍粉0.5kg，钴粉1.2kg，锡粉0.4kg，铜铈合金粉1.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg，金刚石0.2kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为6mm，高度为7mm)。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(错开的距离为2mm)，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，焊接后将错齿排布金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
实施例2
将45号钢板按图纸要求加工成直径为150mm、厚度为10mm的圆环形钢基体。取铜粉2.5kg，铁粉3.8kg，镍粉0.55kg，钴粉1.3kg，锡粉0.45kg，镧镍合金粉1.4kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.06kg，金刚石0.17kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为10mm，高度为12mm)。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(错开的距离为2.5mm)，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，焊接后将错齿排布金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
比较例1
将45号钢板按图纸要求加工成直径为120mm、厚度为6mm的圆环形钢基体。取铜粉2.7kg，铁粉3.9kg，镍粉0.5kg，钴粉1.2kg，锡粉0.4kg，铜铈合金粉1.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg，金刚石0.2kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为6mm，高度为7mm)。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(不错开)，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，焊接后将金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
比较例2
将45号钢板按图纸要求加工成直径为150mm、厚度为10mm的圆环形钢基体。取铜粉2.5kg，铁粉3.8kg，镍粉0.55kg，钴粉1.3kg，锡粉0.45kg，镧镍合金粉1.4kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.06kg，金刚石0.17kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为10mm，高度为12mm)。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(不错开)，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，焊接后将金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
比较例3
将45号钢板按图纸要求加工成直径为120mm、厚度为6mm的圆环形钢基体。取铜粉2.7kg，铁粉3.9kg，镍粉0.5kg，钴粉1.2kg，锡粉0.4kg，铜铈合金粉0.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg，金刚石0.2kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为6mm，高度为7mm)。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(错开的距离为2mm)，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，焊接后将错齿排布金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。
比较例4
将45号钢板按图纸要求加工成直径为150mm、厚度为10mm的圆环形钢基体。取铜粉2.5kg，铁粉3.8kg，镍粉0.55kg，钴粉1.3kg，锡粉0.45kg，镧镍合金粉0.2kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.06kg，金刚石0.17kg(粒度30/40的占30％、粒度为40/50的占40％、粒度为50/60的占30％)，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，然后在750℃，压力为300kg/cm2的条件下保温时间180秒得到热压烧结的金刚石刀头(宽度为10mm，高度为12mm)。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(错开的距离为2.5mm)，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，焊接后将错齿排布金刚石锯片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用专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，不合格返工，合格则进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后丝印，激光打标，包装，入库。对采用标准水泥制成的混凝土进行切削实验，表明实施例1与比较例1相比，切削效率提高了25％左右，而电力消耗下降了20％左右，而二者的使用寿命基本相同。实施例2与比较例2相比，切削效率提高了20％左右，而电力消耗下降了10-15％，而二者的使用寿命基本相同。实施例1与比较例3相比，使用寿命提高了20％以上，实施例2与比较例4相比，使用寿命提高了20％以上。本发明的金刚石锯片适用于新混凝土路面伸缩缝、墙面电线槽、楼板地暖槽等应用场所的施工，而且实现了节能降耗、提高切削效率的设计目的，具有良好的实用性。
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)

1.一种激光焊接金刚石锯片，包括圆环形基体，所述基体包括位于外边缘的侧壁，其特征在于：所述侧壁上激光钎焊多个第一金刚石刀头和第二金刚石刀头，所述第一金刚石刀头沿着侧壁的内侧向外侧错开一定距离，所述第二金刚石刀头沿着侧壁的外侧向内侧错开一定距离；其中，所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头相互交替设置。
2.根据权利要求1所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述第一金刚石刀头、第二金刚石刀头的宽度与所述侧壁的厚度相等。
3.根据权利要求2所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：错开的距离为侧壁厚度的1/4～1/2。
4.根据权利要求1所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述圆环形基体的厚度为6～15mm。
5.根据权利要求1所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头的形状和大小均相同。
6.根据权利要求1所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述第一金刚石刀头和第二金刚石刀头由金属结合剂、液体石蜡和金刚石颗粒组成的原料混匀后经过冷压、热压烧结而成。
7.根据权利要求6所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述原料的组成为：10-35wt％的铜粉、3-10wt％的镍粉、2-15wt％的钴粉、1-7wt％的锡粉、15-25wt％的稀土合金粉、0.2-0.8wt％的液体石蜡、1.2-2.5wt％的金刚石颗粒，和余量的铁粉。
8.根据权利要求7所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述金刚石颗粒由粒度为30/40、40/50以及50/60的金刚石级配而成，并且所述金刚石颗粒的抗压强度为25-40kg。
9.根据权利要求7所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：所述稀土合金粉为镧镍合金粉或铜铈合金粉。
10.根据权利要求7所述的激光焊接金刚石锯片，其特征在于：热压烧结温度为720～800℃，压力250～350kg/cm2，保温时间为150～180秒。
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