CN109365827B - 一种干切金刚石锯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干切金刚石锯片及其制作方法，干切金刚石锯片包括锯片基体和金刚石刀头，金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；上包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份；刀头主体由如下按重量份计的组分组成：钴粉60～80份、铜粉14～32份、锡粉2～4份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.2～2.7份；下包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份。本发明对刀头主体进行包覆，保证切割效果及排屑能力，提高锯片锋利度，同时刀头主体的设计又保证锯片的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚石锯片技术，尤其涉及一种干切金刚石锯片及其制作方法。
背景技术
金刚石锯片是用圆形刚性锯片基体及含金刚石的金属刀头构成的切割工具，具有硬度高、切割方便等优点，已广泛应用于大理石、花岗岩、马路、耐火材料、沥青、瓷砖、玻璃等硬脆质材料的深加工。不断提高金刚石锯片的切削效率、降低切割材料的损耗、增加锯片的使用寿命，是市场与研究人员共同努力的方向。
近两年来，市场上陆续兴起瓷砖大板冷压坯、人造石大板冷压坯等建材类冷压成型料的干切，此类冷压坯具有研磨性弱、质地软脆等特点，对切割速度、排屑能力及切割效果要求较高，要求锯片使用初期金刚石出刃速度快、出刃度高，使用寿命长。使用大理石锯片铜基胎体切割时，金刚石侧刃出刃速度快、出刃度高，排屑能力好，切割效果及锋利度可以达到使用要求，但胎体磨损快，使用寿命很短；使用其他类(瓷砖用、马路用、花岗石用等)锯片切割时，由于冷压坯的弱研磨性，金刚石出刃慢、排屑能力差，初期无法达到切割效果或切割效果差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种干切金刚石锯片。本发明对锯片刀头配方及结构设计进行了研究，对刀头主体进行包覆，包覆膜采用软脆材料，刀头开刃过程中脱落一部分，切割过程初期又有一部分脱落，侧刃金刚石充分暴露，高度出刃，保证了切割效果及排屑能力，提高了锯片锋利度，同时刀头主体的设计又保证了锯片的使用寿命。
本发明的目的之二在于提供一种干切金刚石锯片的制作方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头，所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；所述上包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份；所述刀头主体由如下按重量份计的组分组成：钴粉60～80份、铜粉14～32份、锡粉2～4份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.2～2.7份；所述下包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份。
进一步地，在上包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在刀头主体中，所述钴粉的目数为350～450目，所述铜粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在下包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目。
进一步地，所述刀头主体与上包覆膜、下包覆膜的厚度比为6：1：1。
进一步地，所述上包覆膜厚度为0.2～0.3mm，所述刀头主体厚度为1.2～1.8mm，所述下包覆膜厚度为0.2～0.3mm。
进一步地，所述金刚石颗粒的粒径为0.12～0.30mm。
进一步地，所述合金粉由如下按重量份数计的组分组成：铜粉65～70％、钴粉15～20％，锡粉15～17％，上述组分的重量百分比之和为100％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种干切金刚石锯片的制作方法，包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
进一步地，在备料的步骤中，所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂加入的重量占比为0.2％。
进一步地，在冷压成型的步骤中，所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3～8s；刀头主体冷压压力为10～20Mpa，保压时间2～6s；下包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3-8s。
进一步地，在热压烧结的步骤中，热压烧结工艺参数为：温度为650-730℃，压力25-35KN，保温时间160-200s。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明对锯片刀头配方及结构设计进行了研究，对刀头主体进行包覆，包覆膜采用软脆材料，刀头开刃过程中脱落一部分，切割过程初期又有一部分脱落，侧刃金刚石充分暴露，高度出刃，保证了切割效果及排屑能力，提高了锯片锋利度，同时刀头主体的设计又保证了锯片的使用寿命。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头，所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；所述上包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份；所述刀头主体由如下按重量份计的组分组成：钴粉60～80份、铜粉14～32份、锡粉2～4份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.2～2.7份；所述下包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份。
作为进一步的实施方式，在上包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在刀头主体中，所述钴粉的目数为350～450目，所述铜粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在下包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目。
作为进一步的实施方式，所述干切金刚石锯片的直径为250mm或300mm。
作为进一步的实施方式，所述刀头主体与上包覆膜、下包覆膜的厚度比为6：1：1。
作为进一步的实施方式，所述上包覆膜厚度为0.2～0.3mm，所述刀头主体厚度为1.2～1.8mm，所述下包覆膜厚度为0.2～0.3mm。
作为进一步的实施方式，所述金刚石颗粒的粒径为0.12～0.30mm。
作为进一步的实施方式，所述合金粉由如下按重量份数计的组分组成：铜粉65～70％、钴粉15～20％，锡粉15～17％，上述组分的重量百分比之和为100％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种干切金刚石锯片的制作方法，包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；作为进一步的实施方式，所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂为石蜡，加入的重量分别占刀头主体与上包覆膜、下包覆膜重量的0.2％。
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；作为进一步的实施方式，所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3～8s；刀头主体冷压压力为10～20Mpa，保压时间2～6s；下包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3-8s。
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；作为进一步的实施方式，热压烧结工艺参数为：温度为650-730℃，压力25-35KN，保温时间160-200s。
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；其中，上包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉70份、400目合金粉9份、200目锡粉17份、300目银粉4份、金刚石颗粒1.5份；刀头主体各成分按重量份数计：400目钴粉60份、400目铜粉32份、200目锡粉4份、300目银粉4份、金刚石颗粒1.2份；下包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉70份、400目合金粉9份、200目锡粉17份、300目银粉4份、金刚石颗粒1.5份。
本实施例中上、下包覆膜所用合金粉包括铜68％、钴15％、锡17％。
根据干切金刚石锯片的制作方法制备外径为250mm的干切金刚石锯片，具体包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂为石蜡，加入的重量分别占刀头主体与上包覆膜、下包覆膜重量的0.2％。
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s；刀头主体冷压压力为15Mpa，保压时间4s；下包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s。
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；热压烧结工艺参数为：温度为690℃，压力30KN，保温时间180s。
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
实施例2：
一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；其中，上包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉66份、400目合金粉17份、200目锡粉15份、300目银粉2份、金刚石颗粒1.9份；刀头主体各成分按重量份数计：400目钴粉68份、400目铜粉28份、200目锡粉2份、300目银粉2份、金刚石颗粒1.6份；下包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉66份、400目合金粉17份、200目锡粉15份、300目银粉2份、金刚石颗粒1.9份。
本实施例中上、下包覆膜所用合金粉包括铜65％、钴20％、锡15％。
根据干切金刚石锯片的制作方法制备外径为250mm的干切金刚石锯片，具体包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂为石蜡，加入的重量分别占刀头主体与上包覆膜、下包覆膜重量的0.2％。
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s；刀头主体冷压压力为15Mpa，保压时间4s；下包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s。
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；热压烧结工艺参数为：温度为690℃，压力30KN，保温时间180s。
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
实施例3：
一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；其中，上包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉59份、400目合金粉22份、200目锡粉16份、300目银粉3份、金刚石颗粒2.4份；刀头主体各成分按重量份数计：400目钴粉73份、400目铜粉21份、200目锡粉3份、300目银粉3份、金刚石颗粒2.1份；下包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉59份、400目合金粉22份、200目锡粉16份、300目银粉3份、金刚石颗粒2.4份。
本实施例中上、下包覆膜所用合金粉包括铜69％、钴15％、锡16％。
根据干切金刚石锯片的制作方法制备外径为300mm的干切金刚石锯片，具体包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂为石蜡，加入的重量分别占刀头主体与上包覆膜、下包覆膜重量的0.2％。
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s；刀头主体冷压压力为15Mpa，保压时间4s；下包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s。
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；热压烧结工艺参数为：温度为690℃，压力30KN，保温时间180s。
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
实施例4：
一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；其中，上包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉54份、400目合金粉28份、200目锡粉14份、300目银粉4份、金刚石颗粒3.0份；刀头主体各成分按重量份数计：400目钴粉80份、400目铜粉14份、200目锡粉2份、300目银粉4份、金刚石颗粒2.7份；下包覆膜各成分按重量份数计：300目铜粉54份、400目合金粉28份、200目锡粉14份、300目银粉4份、金刚石颗粒3.0份。
本实施例中上、下包覆膜所用合金粉包括铜67％、钴17％、锡16％。
根据干切金刚石锯片的制作方法制备外径为300mm的干切金刚石锯片，具体包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂为石蜡，加入的重量分别占刀头主体与上包覆膜、下包覆膜重量的0.2％。
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s；刀头主体冷压压力为15Mpa，保压时间4s；下包覆膜冷压压力为30Mpa，保压时间5s。
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；热压烧结工艺参数为：温度为690℃，压力30KN，保温时间180s。
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得干切金刚石锯片成品。
效果评价及性能检测
对实施例1～4的切割的性能进行检测，检测项目及结果如下。
实施例1的干切金刚石锯片，干切规格为1600mm×2400mm×6mm的瓷砖大板，冷压坯时的切割速度可达到21m/min，比同类常规产品提高80～133％；使用寿命可达到4200m，比同类常规产品提高10～15％。,
实施例2的干切金刚石锯片，干切规格为1600mm×2400mm×6mm瓷砖大板，冷压坯时的切割速度可达到15m/min，比同类常规产品提高53～67％；使用寿命可达到5900m，比同类常规产品提高54～61％。
实施例3的干切金刚石锯片，干切规格为1600mm×2400mm×6mm瓷砖大板冷压坯时的切割速度可达到13m/min，比同类常规产品提高30～44％；使用寿命可达到10500m，比同类常规产品提高129～139％。
实施例4的干切金刚石锯片，干切规格为1600mm×2400mm×6mm瓷砖大板冷压坯时的切割速度可达到9m/min，比同类常规产品提高10％左右；使用寿命可达到14000m，比同类常规产品提高200～300％。
综上所述，本发明根据该配方制成的金刚石锯片在切割速度得到可靠保证的前提下使用寿命长大大增加，明显降低了生产操作人员的劳动强度。在进行干切时，锯片散热快、自锐性较好、出刃度高、排屑能力强，性能优于常规产品。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种干切金刚石锯片，包括锯片基体和金刚石刀头，其特征在于，所述金刚石刀头由刀头主体和压制在刀头主体表面的上包覆膜、下包覆膜组成；所述上包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份；所述刀头主体由如下按重量份计的组分组成：钴粉60～80份、铜粉14～32份、锡粉2～4份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.2～2.7份；所述下包覆膜由如下按重量份计的组分组成：铜粉54～70份、合金粉9～28份、锡粉14～17份、银粉2～4份、金刚石颗粒1.5～3.0份；其中，所述合金粉由如下按重量份数计的组分组成：铜粉65～70％、钴粉15～20％，锡粉15～17％，上述组分的重量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的干切金刚石锯片，其特征在于，在上包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在刀头主体中，所述钴粉的目数为350～450目，所述铜粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目；在下包覆膜中，所述铜粉的目数为250～350目，所述合金粉的目数为350～450目，所述锡粉的目数为150～250目，所述银粉的目数为250～350目。
3.如权利要求1所述的干切金刚石锯片，其特征在于，所述刀头主体与上包覆膜、下包覆膜的厚度比为6：1：1。
4.如权利要求1所述的干切金刚石锯片，其特征在于，所述上包覆膜厚度为0.2～0.3mm，所述刀头主体厚度为1.2～1.8mm，所述下包覆膜厚度为0.2～0.3mm。
5.如权利要求1所述的干切金刚石锯片，其特征在于，所述金刚石颗粒的粒径为0.12～0.30mm。
6.一种干切金刚石锯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
备料的步骤：按照配方量准备金刚石刀头的原料，然后进行混料备用，并准备锯片基体；
冷压成型的步骤：将混合均匀的粉料分别对上包覆膜、刀头主体、下包覆膜的配料进行冷压成型；
热压烧结的步骤：将冷压成型的上包覆膜、刀头主体、下包覆膜依次放入热压模具中，进行升温施压，热压烧结为一体，得到金刚石刀头；
焊接的步骤：将金刚石刀头与准备好的锯片基体高频焊接在一起，制备成半成品；
后处理的步骤：将半成品进行开刃、抛光、整平、打标，即得如权利要求1～5任一项所述的干切金刚石锯片成品。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在备料的步骤中，所述混料采用的设备为三维混料机，转速为30～40转每分钟；混料采用分批加入方式，依次加入粉料、润湿剂、金刚石，加入间隔为60min；所述润湿剂加入的重量占比为0.2％。
8.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在冷压成型的步骤中，所述冷压采用自动冷压机，其中，上包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3～8s；刀头主体冷压压力为10～20Mpa，保压时间2～6s；下包覆膜冷压压力为25～35Mpa，保压时间3-8s。
9.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在热压烧结的步骤中，热压烧结工艺参数为：温度为650-730℃，压力25-35KN，保温时间160-200s。
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