CN109648088A - 一种金刚石圆锯片刀头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金刚石圆锯片刀头，属于金刚石切割工具领域。本发明包括金刚石与预合金粉末；预合金粉末的制备方法为：称取预合金粉末原料放入中频感应炉坩埚内熔炼，从漏包底部设置的5.8‑6.2mm的漏眼处漏出熔融液体，采用高压水雾化制粉机理，利用高压水冲击漏出的熔融液体制粉体；然后对粉体进行干燥处理，随后过筛，筛下物在保护气的氛围下利用还原炉进行还原；随后合批、包装。本发明制备的预合金粉末，粉末松装密度为2.9‑3.6g/cm³，粉末氧含量测试为0.6‑1.0％，经激光粒度分析仪检测，其中D50粉末尺寸20‑30μm。预合金粉末经熔化后，充分融合，在应用到金刚石圆锯片金属胎体中时，化学结合力更充分，密度高，对金刚石的把持力高，为提高产品性能提供了有利帮助。

Description

一种金刚石圆锯片刀头

技术领域

本发明属于金刚石切割工具领域，涉及一种金刚石圆锯片刀头。

背景技术

金属结合剂烧结金刚石圆锯片，由金刚石颗粒、金属胎体和基体，经过压制成型和整体烧结而成。主要用于石材、大理石、瓷砖、微晶石、混凝土等硬脆材料的切割或磨削，是常用的五金工具之一。近几年，随着房地产行业发展速度放缓，沥青马路的修建等，金刚石切割工具用量下降，市场需求量下降。因此，产品竞争激烈，价格走低，性价比提高。这就要求，金刚石圆锯片成本降低，因而，原材料成本的降低至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金刚石圆锯片刀头，旨在通过添加废弃65Mn钢片达到降低原材料成本，利用高压水雾化制备预合金粉末，将其应用金刚石圆锯片刀头并达到预期效果。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种金刚石圆锯片刀头，其包括金刚石与预合金粉末；其特征在于，所述预合金粉末的组分为Fe 30％，Cu 25％，Sn 5％，65Mn钢40％；所述预合金粉末的制备方法为：称取预合金粉末原料放入中频感应炉坩埚内熔炼，从漏包底部设置的5.8-6.2mm的漏眼处漏出熔融液体，采用高压水雾化制粉机理，利用高压水冲击漏出的熔融液体制粉体；然后对粉体进行干燥处理，随后过筛，筛下物在保护气的氛围下利用还原炉进行还原；随后合批、包装。

进一步的技术方案在于，所述预合金粉末的粉末松装密度为 2.9-3.6g/cm³，粉末氧含量测试为0.6-1.0％，经激光粒度分析仪检测，其中D50粉末尺寸20-30μm。

进一步的技术方案在于，所述粉体干燥处理过程中，在65—90℃，烘干8个小时，烘干过程中鼓风机要打开。

进一步的技术方案在于，过筛时，使用振筛机，筛分时选择合适的目数筛网，筛下物进行还原处理，筛上物进行回收，后面可以用作回收原料。

进一步的技术方案在于，合批时，将200kg高压水雾化预合金粉末混合合批，合批时间为3—4小时/批。

进一步的技术方案在于，所述保护气为氮气、氢气。

本发明制备的预合金粉末，粉末松装密度为2.9-3.6g/cm³，粉末氧含量测试为0.6-1.0％，经激光粒度分析仪检测，其中D50粉末尺寸20-30μm。预合金粉末经熔化后，充分融合，在应用到金刚石圆锯片金属胎体中时，化学结合力更充分，密度高，对金刚石的把持力高，为提高产品性能提供了有利帮助。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明阐述了一种金刚石圆锯片刀头，其包括金刚石与预合金粉末；所述预合金粉末的组分为Fe 30％，Cu 25％，Sn 5％，65Mn钢40％；所述预合金粉末的制备方法为：称取预合金粉末原料放入中频感应炉坩埚内熔炼，从漏包底部设置的5.8-6.2mm的漏眼处漏出熔融液体，采用高压水雾化制粉机理，利用高压水冲击漏出的熔融液体制粉体；然后对粉体进行干燥处理，随后过筛，筛下物在保护气的氛围下利用还原炉进行还原；随后合批、包装。

本发明优选实施例中，所述预合金粉末的粉末松装密度为 2.9-3.6g/cm³，粉末氧含量测试为0.6-1.0％，经激光粒度分析仪检测，其中D50粉末尺寸20-30μm。

本发明优选实施例中，所述粉体干燥处理过程中，在65—90℃，烘干8个小时，烘干过程中鼓风机要打开。

本发明优选实施例中，过筛时，使用振筛机，筛分时选择合适的目数筛网，筛下物进行还原处理，筛上物进行回收，后面可以用作回收原料。

本发明优选实施例中，合批时，将200kg高压水雾化预合金粉末混合合批，合批时间为3—4小时/批。

进一步的技术方案在于，所述保护气为氮气、氢气。

本发明中65Mn钢片来源：我公司生产的金刚石圆锯片烧结锯片，结构分为金刚石刀头部分(由金刚石与金属结合剂胎体组成)、基体部分。基体材质为65Mn钢，通过冲压成型，在冲压的过程中，由于基体内孔(安装孔)尺寸多为就产生了内圆钢片；以及边缘连接齿制作产生的下脚料。钢片及下脚料作为废品处理，价格低廉。65Mn钢片化学成分为：

我们在设计高压水雾化预合金粉末配方的时候，想到了65Mn 钢片，从其化学成分上分析，是可以试验使用的。

设计高压水雾化预合金粉末配方时，添加65Mn钢片含量为50％左右，经过试验对比，确定的预合金粉末配方命名为XMFS001，质量比为：

Fe 30％Cu 25％Sn 5％65Mn钢片40％

按照我们现有的高压水雾化预合金粉末喷制工艺，采用65Mn 钢片的合金粉，喷粉过程顺利，熔融、除杂、水雾化正常，能够达到合金粉的生产要求。

添加40％含量的65Mn钢片，降低了预合金粉末的成本，为产品的后序使用提供了较大的空间。

XMFS001预合金粉末，粉末松装密度为2.9-3.6g/cm³，粉末氧含量测试：0.6-1.0％，激光粒度分析仪检测，D50粉末尺寸20-30 μm，粉末稳定性好，能够满足生产要求。

预合金粉末制作方法如下

一、原材料的准备：

1、所有炉料应确保表面干燥、无油污、无锈(特别是铁)、无夹杂，中途向炉内加料时，不能将冷料直接加入钢液中，应将冷料放在炉中未溶化的材料上面进行预热，以免造成溶液喷溅，导致人员受伤及合金元素的损失，确保人员和设备的安全。

2、块状物料尺寸应小于100mm，棒料长度应小于300mm，高熔点材料应小于30mm，以确保装料密实，顺利进行冶炼。

3、粉料可压成块状加入，以利于感应加热，减少氧化。

4、根据产品的成份要求，炉体坩埚容量，原料纯度及烧损情况及合金化成份的要求进行配料，并由第二人核实。

二、熔炼前的准备工作：

1、漏包炉上盖的制作

(1)将镁砂按粗、中、细1：1：2的比例混匀，加入一定量的水玻璃搅拌至其刚好能够成形为止(搅拌过程中要将粘成的小块用手搓碎)。

(2)在漏包炉上盖模具表面涂上适量脱模剂—黄油，在上盖均匀涂抹薄薄一层水玻璃，组装好模具。

(3)往模具内加入混好的镁砂，先把中心填实(用手用力压实) 以防其移动，然后在四周加入镁砂，用锤子敲实，使之与下盖平齐。

(4)放入烘箱中烘干(50℃)2—3个小时或者视情况，确保使其干燥。

2、漏包的装配

(1)在16号石墨坩埚底部钻一个直径6mm的孔(用5号漏眼，根据漏眼的外径打孔)。

(2)按需要选出合适的漏眼，一般内径为6mm±0.2mm，所选直径越细，所得到的粉末越细(漏眼一般限制在4—7mm)，经常用的为Ф6mm。

(3)在陶瓷漏眼外壁涂上粘结剂，装入石墨坩埚底部正中孔内。漏眼伸出石墨坩埚底部1—4mm。

(4)将新漏包(装有漏眼的石墨坩埚)烤热，冷却后在其内表面涂上一层泥状粘土(由水加微量水玻璃搅拌而成)，放在屋内风干。

(5)将对准器挂在漏包炉底部，同时在漏包炉内放入耐火棉垫片，把漏包放置于耐火棉垫片上，其漏眼与对准器中心小眼对准(同心)，然后在漏包上口垫上耐火棉垫片，并盖紧漏包炉上盖。漏包炉上盖的浇钢道应与冶炼炉的浇钢道对准。

(6)将塑料薄膜(0.05mm厚)装在铁杯两个环中间，以防充氮气时氮气外漏并用铁杯换下对准器挂在漏包底部。

(7)漏包炉坐在喷头上，并在加热口中插入燃气喷枪。

3、坩埚填筑

(1)炉衬材料及粒度配比

炉衬：炉衬材料采用镁砂，其MgO的含量应不小于85％，

按比例混合后，还要用磁铁吸出铁磁物质。

其粒度配比为：

Ф10—20目 25％

Ф20—40目 25％

Ф170目 50％

以上为干打炉衬，湿打时须加水玻璃适量，搅匀后用手抓混合料松手后混合料基本不散即可。

(2)坩埚填筑

坩埚填筑需符合炉衬图要求，在感应圈内壁四周安放玻璃布，然后撒入已配置好的炉衬材料，用专用筑炉工具捣紧筑平，每层厚度以40—50mm为宜，为使层间结合紧密，加料前须将筑紧层表面耙松，再继续填料筑紧，直至炉底筑好为止。

炉底筑好后，对准感应圈中心安置坩埚样板。坩埚底部位置应符合炉衬图尺寸要求，即在感应圈下数第二圈上面，坩埚放好后，在坩埚内放入重物轻轻旋转坩埚样板研磨炉底，使之光滑平整，然后在玻璃布与坩埚样板之间继续填料捣紧，方法同上所述，直至全部完成为止。

坩埚填筑应连续进行，在填筑过程中，严禁铁磁物质和其它杂物落入其中，否则影响坩埚质量。

(3)涂料

感应炉的浇钢道表面用石墨粉涂敷以防粘粉末。

(4)坩埚筑好后，即可送电烧结。

在坩埚内放入少量的石墨或放入额定容量70％—80％的炉料。加料时须小心轻放，不要损坏坩埚底部及四壁。接通中频电源，向感应器输入功率25KW，1—2小时后，增加功率到50KW约1—2小时，以后依次递增功率25KW，直到100Kw为止，烘炉烧结时间为3—4 小时，然后逐步提高功率至额定值，同时继续加入炉料，直到金属液面达到坩埚最上边沿为止，金属全部熔化后保温1小时即可倾炉浇铸。为使坩埚烧结良好，第一炉最好熔化铸铁，随后连续炼3—4 炉，才能停止熔炼。

三、熔炼

1、检查喷头是否堵塞，是否需要修整。

2、熔炼前

(1)坩埚经过良好的烧结并仔细检查无破绽后，方可投入生产。如发现坩埚烧结不好或坩埚壁厚烧损超过原来壁厚的1/3时，均需及时修补或重新填筑，绝对禁止在遭受损伤的不合格的坩埚内进行熔炼，以免发生漏炉及由此引起的事故。

(2)坩埚经过检查确认正常后方可装料，装料时注意不要撞坏坩埚，下层炉料应尽量装得紧凑，大块之间塞以小块，上层炉料则可适当稀松。棒料、板料等均应直立装入，不要乱装，以免形成“搭桥”现象而影响能量利用率的指标，使熔炼时间加长。

(3)感应圈及导电接触部位必须保持清洁，定期清除其上聚积的灰尘或其它容易引起感应圈匝间短路的导电物质，确保生产安全。

(4)接通电源前，先接通感应圈的冷却水路，并检查水温、水压是否合乎要求，水路是否畅通无阻。

(5)检查油缸的密封情况：接通液压操作箱上电机的电源，操作多路换向阀手柄，检查柱塞油缸是否漏油。如果漏油则需将油缸取下进行清洗，并换上新的密封圈，排除油缸漏油的故障后，才能继续使用。

3、熔炼

(1)坩埚经过预热，炉料装好后即可向感应炉输入额定功率进行熔炼，如果炉料装入未预热的坩埚，开始输入的功率为额定功率的20％—40％，10—30min以后再逐步提高功率至额定值。

(2)熔炼过程中，随着炉温的急剧增高，炉料的各种物理参数也在不断变化，为适应这种情况，可调节中频电源的输出电压，调节中频振荡回路的电容量，调整接入中频电源的感应线圈的匝数，使输入感应线圈的功率维持其额定值。

(3)熔炼完毕，切除电源(如需带电浇注，应相应减少匹配电容量)，启动油泵电机，操作多路换向阀手柄，倾转炉体，倒出溶液，清除炉渣，继续装料熔炼。如不继续熔炼，须将盖盖好，使坩埚慢慢冷却，以提高使用寿命，供给的冷却水，切记不要熔炼完毕就停掉，只有待坩埚完全冷却后才能停水。

(4)感应炉在运行期间，冷却水应保持畅通，水温、水压、水质均应符合下面所述要求：冷却水进水温度5—35℃，出水温度＜ 55℃，工作压力(0.2—0.3)Mpa。如果发现感应线圈上出现凝露，产生水珠，应马上用干布擦干，以免引起匝间短路。冷却水的出水温度不能高于55℃(或者用手触摸不烫手)，否则易使铜管内壁形成水垢，引起冷却水路不畅通或堵塞。

四、后续工作

1、出粉：采用高压水物化制粉机理，利用高压水冲击漏出的熔融液体制粉体；炉体要运输平稳缓慢，以防将液体洒落。

2、烘干：65—90℃，烘干8个小时，烘干过程中鼓风机要打开。

3、筛分：使用振筛机，筛分时注意按要求更换筛网，确保目数与要求一致。筛下物进行还原，筛上物进行回收，后面可以用作回收原料。

4、还原：为降低高压水雾化预合金粉末的氧含量，需进行粉末还原操作。在保护气的氛围下利用还原炉进行还原，具体操作步骤按照还原炉还原操作规程进行。

5、再次筛分：粉末还原后，有结团情况，使用振筛机再次筛分。

6、合批：将约200kg高压水雾化预合金粉末混合合批，合批时间为3—4小时/批。

7、包装：包装要及时，即：还原完毕后马上包装，防止二次氧化。

Claims (6)

1.一种金刚石圆锯片刀头，其包括金刚石与预合金粉末；其特征在于，所述预合金粉末的组分为Fe 30％，Cu 25％，Sn 5％，65Mn钢40％；所述预合金粉末的制备方法为：称取预合金粉末原料放入中频感应炉坩埚内熔炼，从漏包底部设置的5.8-6.2mm的漏眼处漏出熔融液体，采用高压水雾化制粉机理，利用高压水冲击漏出的熔融液体制粉体；然后对粉体进行干燥处理，随后过筛，筛下物在保护气的氛围下利用还原炉进行还原；随后合批、包装。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石圆锯片刀头，其特征在于，所述预合金粉末的粉末松装密度为2.9-3.6g/cm³，粉末氧含量测试为0.6-1.0％，经激光粒度分析仪检测，其中D50粉末尺寸20-30μm。

3.根据权利要求1所述的一种金刚石圆锯片刀头，其特征在于，所述粉体干燥处理过程中，在65—90℃，烘干8个小时，烘干过程中鼓风机要打开。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石圆锯片刀头，其特征在于，过筛时，使用振筛机，筛分时选择合适的目数筛网，筛下物进行还原处理，筛上物进行回收，后面可以用作回收原料。

5.根据权利要求1所述的一种金刚石圆锯片刀头，其特征在于，合批时，将200kg高压水雾化预合金粉末混合合批，合批时间为3—4小时/批。

6.根据权利要求1所述的一种金刚石圆锯片刀头，其特征在于，所述保护气为氮气、氢气。