CN109822464A - 一种人造石定厚用锯片滚筒及磨刀头材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种人造石定厚用锯片滚筒及磨刀头材料，滚筒包括基棒和若干磨轮基体，磨轮基体具有基环体和连接在该基环体环缘的若干磨刀头；若干磨轮基体相互紧邻并排地套置在基棒上，该若干磨轮基体以其上的若干磨刀头呈一一对应渐错位排列设置，对应构成若干组呈阶梯式的磨削组元；所述磨刀头材料包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；各组分及质量百分比如下：金刚石2‑6％，碳化硅1‑5％，Fe 30‑50％，Cu 20‑40％，Zn 5‑15％，Ni 1‑8％，Sn 1‑6％，Cr 1‑5％，Mn 1‑5％。本发明提供一种耐磨性、锋利度和使用稳定性均显著提高的人造石定厚用锯片滚筒材料，在保证锋利度的基础上，使用寿命显著提高，磨抛连续性强，效率高，性价比高，且环保无污染。

Description

一种人造石定厚用锯片滚筒及磨刀头材料

技术领域

本发明涉及人造石粗磨技术领域，具体是指一种人造石定厚用锯片滚筒及磨刀头材料。

背景技术

人造石是由天然碎石、石英砂等与树脂、填料和固化剂等组成的一种新型的复合材料。相比于天然石材、陶瓷板等传统建材，人造石不仅功能多样，颜色丰富，而且具有无毒性、无放射性、阻燃、不粘油、不纳垢、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、光泽度好、易保养、无缝拼接等优势，所以应用范围也更加广泛，特别是在厨房台面上应用越来越多。因此，近年来人造石行业发展很迅速，也带动了人造石加工工具和设备的发展，加工方式趋向于机械化、自动化和智能化。

目前市场上未专门针对人造石开发的锯片式滚筒，大多沿用花岗岩或瓷砖的现有滚筒结构，配方进行稍微调整，制得人造石定厚滚筒。但是，由于人造石和花岗岩、瓷砖性质的差异，造成这类滚筒在人造石定厚的实际使用中，锋利度差，加工效率低，耐磨性差，寿命短等问题。

鉴于此，本案发明人针对上述问题进行深入研究，提出一种人造石定厚专用的锯片滚筒及磨刀头材料，本案由此产生。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种人造石定厚用锯片滚筒，对结构和材料配方提出创新结合设计，具备锋利度好，使用寿命长，磨抛连续性强，效率高，性价比好、环保无污染等优点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种人造石定厚用锯片滚筒，包括基棒和若干磨轮基体，磨轮基体具有基环体和连接在该基环体环缘的若干磨刀头；若干磨轮基体相互紧邻并排地套置在基棒上，该若干磨轮基体以其上的若干磨刀头呈一一对应渐错位排列设置，对应构成若干组呈阶梯式的磨削组元；所述磨刀头材料包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；所述各组分及质量百分比如下：金刚石2-6％，碳化硅1-5％，Fe 30-50％，Cu20-40％，Zn 5-15％，Ni 1-8％，Sn 1-6％，Cr 1-5％，Mn 1-5％。

进一步，所述金刚石粒度为30#-80#，碳化硅的粒度在240#-400#。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石4.0％，碳化硅3％，Fe 38％，Cu 36％，Zn 10％，Ni 4％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 1％；金刚石粒度30#-40#，碳化硅粒度240#以细。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.5％，碳化硅3.5％，Fe 36％，Cu 40％，Zn 8％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度40#-60#，碳化硅粒度240#以细。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.0％，碳化硅4％，Fe 34％，Cu 44％，Zn 6％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度60#-80#，碳化硅粒度240#以细。

进一步，所述磨刀头的厚度小于基环体环缘的厚度，所述磨削组元的每相邻两两磨刀头间留有刀隙。

进一步，所述基棒上的对应若干磨轮基体的两侧处分别设有底环和压盖；通过底环和压盖配合对若干磨轮基体夹持使其在基棒上稳固定位。

进一步，所述基棒上设有限位环部，底环匹配抵限在限位环部处，压盖锁固在基棒上。

进一步，所述底环和压盖的环缘上各设有若干个底环磨头和压盖磨头。

进一步，所述底环磨头和压盖磨头的厚度大于磨轮基体上的磨刀头。

进一步，所述限位环部与底环间通过锥斜面相互配合限位。

进一步，所述基棒上的对应压盖所在的一端设有供压盖匹配套置的缩颈段，基棒的与缩颈段相连接的部分为主段；与压盖相紧挨的一磨轮基体，该磨轮基体的对应紧挨侧面伸出主段之外；和/或者压盖的对应紧挨侧面设有让位环槽，该让位环槽的内端呈开口状，外端延伸至对应主段的圆环面之外。

进一步，所述压盖和基棒的主段上均设有螺栓孔，所述压盖和基棒通过螺栓孔与螺栓配合锁固一体。

进一步，所述基棒为铝棒。

本发明的另一目的在于提供一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；所述各组分及质量百分比如下：金刚石2-6％，碳化硅1-5％，Fe 30-50％，Cu 20-40％，Zn 5-15％，Ni 1-8％，Sn 1-6％，Cr 1-5％，Mn 1-5％。

进一步，所述金刚石粒度为30#-80#，碳化硅的粒度在240#-400#。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石4.0％，碳化硅3％，Fe 38％，Cu 36％，Zn 10％，Ni 4％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 1％；金刚石粒度30#-40#，碳化硅粒度240#以细。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.5％，碳化硅3.5％，Fe 36％，Cu 40％，Zn 8％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度40#-60#，碳化硅粒度240#以细。

进一步，所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.0％，碳化硅4％，Fe 34％，Cu 44％，Zn 6％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度60#-80#，碳化硅粒度240#以细。

采用上述方案后，本发明一种人造石定厚用锯片滚筒及磨刀头材料，相对于现有技术的有益效果在于：由于人造石是由天然碎石、石英砂等与树脂、填料和固化剂等组成，其质地的不均匀性显然会比天然石材更大，对磨削工具的要求也与天然石材存在较大的差异，因此，本发明结合锯片滚筒的特殊运动轨迹和人造石的所述自身特点，对结构和材料配方提出独特的结合设计，结构上构成有特殊的若干组呈阶梯式的磨削组元，磨削组元的各磨刀头的材料配方，磨料选择金刚石和碳化硅特定两种，结合剂选择一定配比要求的Fe-Cu-Zn体系，同时添加一定配比量的Ni、Sn、Cr和Mn调节胎体性能，专门用于对人造石板进行定厚，兼顾锋利度和耐磨性，并且具有一定的抗腐蚀性，消除石板表面大的凹凸不平，使人造石板材厚度尺寸一致，能够为后道的人造石金属布拉细磨操作提供优良的准备条件。

附图说明

图1是本案人造石定厚用锯片滚筒的立体图；

图2是本案人造石定厚用锯片滚筒的剖视图；

图3是图2局部放大图；

图4是基棒的剖视图；

图5是磨轮基体的示意图；

图6是底环的示意图；

图7是压盖的示意图。

标号说明

基棒1，主段11，缩颈段12，限位环部13，螺栓孔14，

磨轮基体2，基环体21，刀隙211，磨刀头22，磨削组元2a，

底环3，底环体31，底环磨头32，锥斜面33，

压盖4，压盖体41，压盖磨头42，让位环槽43，螺栓孔44。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种人造石定厚用锯片滚筒，如图1-7所示，主要包括基棒1和若干磨轮基体2。基棒1具体可以采用铝棒。磨轮基体2具有基环体21和连接(烧结)在该基环体21环缘的若干磨刀头22。若干磨刀头22呈均匀间隔布置，给出具体实施例，每磨轮基体2设有15块磨刀头22。

若干磨轮基体2相互紧邻并排地套置在基棒1上，并且该若干磨轮基体2以其上的若干磨刀头22呈一一对应渐错位排列设置，对应构成若干组呈阶梯式的磨削组元2a；对应上述实施例，构成有15组阶梯式磨削组元2a。所述错位排列，指每相邻两磨刀头22非完全错位分离，而是部分错位构成有重叠部和错位部，错位部不超过整个磨刀头22长度的1/5为佳。每阶梯式磨削组元2a的两侧分别构成有相对且反向的梯阶结构，每相邻两梯式磨削组元2a的相面对梯阶结构呈斜相对设置。

所述特殊的阶梯式磨削组元2a是针对人造石对象、及结合锯片式滚筒的特殊工作形式和工作原理而专门设计的，锯片式滚筒在工作过程中，其运动轨迹是由机台横梁摆动、滚筒跟着磨头转动和滚筒摆动三者综合作用导致的，结合人造石是以树脂作为粘结剂，因此滚筒在对人造石板进行定厚时，磨料以压碎和回旋切削为主。滚筒的工作层设计为阶梯式磨削组元2a，使压碎和回旋切削动作所发挥的掏槽破碎和磨削效果极佳，为组成阶梯式磨削组元2a的磨刀头22发挥优异锋利度、磨抛连续性及高效磨削提供基础保证。由于阶梯式磨削组元2a各磨刀头22依附在各磨轮基体2上，各磨轮基体2又各自独立地套置在基棒1上，由此工作中，在高强度摩擦作用下，阶梯式磨削组元2a自身具有一定应力消释调节作用，提升了耐磨性和使用寿命。

所述磨刀头22其配方材料结合阶梯式磨削组元2a而特别设计，包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；所述各组分及质量百分比如下：金刚石2-6％，碳化硅1-5％，Fe 30-50％，Cu 20-40％，Zn 5-15％，Ni 1-8％，Sn 1-6％，Cr 1-5％，Mn 1-5％。另外，本发明还对应提供一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，如上述及下述，不再做详细累述。

人造石是由天然碎石、石英砂等与树脂、填料和固化剂等组成的一种新型的复合材料，主要种类为人造石英石和人造岗石，人造石英石由天然石英、二氧化硅、氧化铝、钾、钠长石、色料、树脂和其他添加剂组成；人造岗石由天然大理石碎料、石粉、有机树脂制成的合成石。其抗折强度为29-30MPa，抗压强度73-75MPa，吸水率0.01-0.05％，密度2.5g/cm3，莫氏硬度5-7级。其生产工序为：配料→搅拌→高压振动→加热固化→板材→粗磨→切边定尺→细磨→抛光→半成品。本案人造石定厚用锯片式滚筒专用于粗磨工序中，即对人造石板进行粗磨，消除表面大的凹凸不平，使人造石板材厚度尺寸一致，为后道的人造石金属布拉进行细磨做准备。

磨刀头22配方材料中，金刚石作为主要磨料，主要起破碎和掏槽作用，重量比控制在2-6％，金刚石的粒度范围较佳为30#-80#。辅助磨料碳化硅担负磨削和保护胎体作用，碳化硅形状不规则，较脆，磨抛时出刃快，配合金刚石控制重量比为1-5％，粒度较佳在240#-400#，辅助金刚石起到增强锋利度的效率，同时有效的保护胎体不至于磨损较快导致金刚石掉砂。

所述胎体材料起到与磨轮基体21的烧结连接作用，同时保证对磨料良好的把持力，且耐磨性与磨料匹配。结合剂主要成分为Fe、Cu和Zn(Fe-Cu-Zn体系)，并配合一定量Ni、Sn、Cr和Mn。该结合剂各组分的选择及用量是针对人造石特性及定厚处理场合而专门考量设计，其中，

结合剂Fe，重量占比在30-50％，发挥对金刚石优良的润湿性，使胎体具有一定的黏结强度，而且价格低廉，和Ni配合使用可以在一定程度上取代同族元素Co，大大较低金刚石工具的成本。结合剂Cu，重量占比在20-40％，一则用于配合Zn作为黄铜基结合剂加入，其具有较低的熔点，带来足够的强度和良好的可烧结成形性，二则Cu可与Sn、Zn、Mn、Ni等制成性能优异的合金，用来大幅降低铜合金对金刚石的润湿角。元素Zn具有熔点低、变形性好特性，重量占比在5-15％，用来同时与Fe和Cu形成中间化合物，提高金刚石的出刃。

元素Ni具有良好的延展性、韧性和抗氧化性，适当重量占比1-8％添加，使所构成的本案锯片滚筒能够适于人造石定厚操作中重载荷和冲击载荷条件下的使用，另外与Fe适量搭配可以进一步得到令人满意的综合性能(主要体现在小变形性和适度耐磨性)。元素Sn主要用来降低液态合金的表面张力，降低内界面张力，适当重量占比1-6％添加，能够降低和金刚石的接触角，从而有力地改善可烧结性，再则与Cu形成青铜合金，与Fe形成Fe3Sn等金属间化合物，改善铁基胎体的磨损性能和变形性。碳化物形成元素Cr，适当重量占比1-5％添加，在正常烧结温度下用来与金刚石反应，生产Cr7C3、Cr3C2型化合物，另外通过适微量Cr来改善胎体对金刚石的润湿，提高结合剂和金刚石的粘结强度，而且在所述铜合金体系中带来沉淀强化和细晶强化效果。元素Mn适当重量占比1-5％添加，在烧结合金化过程中，利用Mn脱氧，与Fe和Cu的相容性很好，余下的Mn可参与合金化，特别是在Fe基粘结剂中，高温下可形成代位式固溶体，强化胎体。

本案针对人造石自身所述特点，通过所述配方的设计，在Fe-Cu-Zn的基础上，通过Ni、Mn的少量添加来确保胎体具有足够的强度和耐磨性，且加强粘结剂对金刚石的机械包镶作用。用Zn和Sn提高产品的可烧结性，同时提高产品的脆性，并添加适量的Cr提高胎体对金刚石的润湿性，保证产品在磨削人造石时的锋利度。此外在磨料的选择上，除了金刚石外，还添加了一定量的碳化硅，对胎体起到一定的弱化作用，提高了胎体的脆性，有利于金刚石的出刃，保证产品的锋利度；同时，碳化硅的耐磨性优于胎体金属材料，对胎体起到一定的支撑保护作用，保证了产品的耐磨性。最终制造出来的人造石定厚粗磨用锯片式滚筒安全性好，刀头不掉齿不开裂；粗磨锋利度好，工作平稳，加工质量好；粗磨效率高，粗磨线的走速可达到1.5m/min以上；同时，使用寿命可达20天以上，具有很好的经济性。

实施例一

一种人造石定厚用锯片滚筒的(磨刀头22)材料，其各组分及质量百分比如下：金刚石(粒度30#-40#)，4.0％，碳化硅(粒度240#以细)，3％，Fe:38％，Cu:36％，Zn:10％，Ni:4％，Sn:2％，Cr:2％，Mn:1％。

采用上述比例的锯片滚筒，其硬度为90-105HRB，强度为500-800MPa，其人造石板材的走速为1.5m/min，磨削面积可到50000m2以上。

实施例二

一种人造石定厚用锯片滚筒的(磨刀头22)材料，其各组分及质量百分比如下：金刚石(粒度40#-60#)，3.5％，碳化硅(粒度240#以细)，3.5％，Fe:36％，Cu:40％，Zn:8％，Ni:3％，Sn:2％，Cr:2％，Mn:2％。

采用上述比例的锯片式滚筒，其硬度为90-105HRB，强度为500-800MPa，其人造石板材的走速为1.5m/min，磨削面积可到55000m2以上。

实施例三

一种人造石定厚用锯片滚筒的(磨刀头22)材料，其各组分及质量百分比如下：金刚石(粒度60#-80#)，3.0％，碳化硅(粒度240#以细)，4％，Fe:34％，Cu:44％，Zn:6％，Ni:3％，Sn:2％，Cr:2％，Mn:2％。

采用上述比例的锯片式滚筒，其硬度为90-105HRB，强度为500-800MPa，其人造石板材的走速为1.5m/min，磨削面积可到60000m2以上。

进一步，所述人造石定厚用锯片滚筒结构，阶梯式的磨削组元2a具有刀隙，具体来讲，如图5所示，磨刀头22的厚度小于基环体21环缘的厚度，则磨削组元2a的每相邻两两磨刀头间留有刀隙211。该刀隙211设计不仅利于各磨刀头22工作面工作，而且利于散热、粉尘杂质排出等作用。

进一步，为了利于若干磨轮基体2在基棒1上组装，于基棒2上的对应若干磨轮基体2的两侧处分别设有底环3和压盖4。即通过底环3和压盖4配合对若干磨轮基体2夹持实现在基棒2上稳固定位。具体的，底环3在基棒1上的定位方式为，基棒1上的对应底环3所在一端设有限位环部13，底环3从另一端套置入基棒1上并且由限位环部13作匹配抵限作用。优选的，限位环部13与底环3间通过锥斜面33相互配合限位。之后，待基棒1上安装好若干磨轮基体2后，再由压盖4在另一端锁固在基棒1上。锁固方式具体可以采用螺孔螺栓方式，即压盖4和基棒2(具体在主段11上)上各设有螺栓孔44、14，压盖4和基棒2通过螺栓孔与螺栓配合锁固一体。螺栓孔44、14具体设有环绕分布的若干个，以此确保锁固平稳可靠性。

进一步，所述底环3具有底环体31，该底环体31的环缘上设有若干个底环磨头32，同理，压盖4具有压盖体41，该压盖体41的环缘上设有若干个压盖磨头32。具体实施例中，底环磨头32设有与磨刀头22一一对应的15块，压盖磨头32的个数大于磨刀头22的个数，排列更加密集，具体实施例中压盖磨头32设有25块。再有，底环磨头32与磨刀头22间、压盖磨头32与磨刀头22间亦留有刀隙。设计中，底环磨头32和压盖磨头42的厚度均大于磨轮基体2上的磨刀头22，起到一定防护作用。

为了提升压盖4对磨轮基体2的整体全面限固作用，进一步设计，基棒1由主段11和缩颈段12构成，具体来讲，基棒1上的对应压盖4所在的一端设有供压盖4匹配套置的缩颈段12，基棒1的与缩颈段12相连接的部分为主段11。①与压盖4相紧挨的一磨轮基体，该磨轮基体的对应紧挨侧面b伸出主段11之外；压盖4直接抵顶在紧挨侧面b上。②还可以设计，压盖4的对应紧挨侧面b设有让位环槽43，该让位环槽43的内端c呈开口状，外端d延伸至对应主段11的圆环面之外。以上两种方式可以选择其一设计，或者两种同时设计，目的在于使压盖4对磨轮基体2的限固能够尽量脱离基棒1的影响，确保限固的有效性、提升稳固性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种人造石定厚用锯片滚筒，其特征在于：包括基棒和若干磨轮基体，磨轮基体具有基环体和连接在该基环体环缘的若干磨刀头；若干磨轮基体相互紧邻并排地套置在基棒上，该若干磨轮基体以其上的若干磨刀头呈一一对应渐错位排列设置，对应构成若干组呈阶梯式的磨削组元；所述磨刀头材料包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；所述各组分及质量百分比如下：金刚石2-6％，碳化硅1-5％，Fe30-50％，Cu 20-40％，Zn 5-15％，Ni 1-8％，Sn 1-6％，Cr 1-5％，Mn 1-5％。

2.如权利要求1所述的一种人造石定厚用锯片滚筒，其特征在于：所述金刚石粒度为30#-80#，碳化硅的粒度在240#-400#。

3.如权利要求1所述的一种人造石定厚用锯片滚筒，其特征在于：所述磨刀头的厚度小于基环体环缘的厚度，所述磨削组元的每相邻两两磨刀头间留有刀隙。

4.如权利要求1所述的一种人造石定厚用锯片滚筒，其特征在于：所述基棒上的对应若干磨轮基体的两侧处分别设有底环和压盖；通过底环和压盖配合对若干磨轮基体夹持使其在基棒上稳固定位。

5.如权利要求3所述的一种人造石定厚用锯片滚筒，其特征在于：所述基棒上的对应压盖所在的一端设有供压盖匹配套置的缩颈段，基棒的与缩颈段相连接的部分为主段；与压盖相紧挨的一磨轮基体，该磨轮基体的对应紧挨侧面伸出主段之外；和/或者压盖的对应紧挨侧面设有让位环槽，该让位环槽的内端呈开口状，外端延伸至对应主段的圆环面之外。

6.一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，其特征在于:包括结合剂和磨料，磨料为金刚石和碳化硅，结合剂为Fe、Cu、Zn、Ni、Sn、Cr和Mn；所述各组分及质量百分比如下：金刚石2-6％，碳化硅1-5％，Fe 30-50％，Cu 20-40％，Zn 5-15％，Ni 1-8％，Sn 1-6％，Cr 1-5％，Mn 1-5％。

7.如权利要求6所述的一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，其特征在于:所述金刚石粒度为30#-80#，碳化硅的粒度在240#-400#。

8.如权利要求6所述的一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，其特征在于:所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石4.0％，碳化硅3％，Fe 38％，Cu 36％，Zn10％，Ni 4％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 1％；金刚石粒度30#-40#，碳化硅粒度240#以细。

9.如权利要求6所述的一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，其特征在于:所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.5％，碳化硅3.5％，Fe 36％，Cu 40％，Zn8％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度40#-60#，碳化硅粒度240#以细。

10.如权利要求6所述的一种人造石定厚用锯片滚筒的磨刀头材料，其特征在于:所述磨刀头材料其各组分及质量百分比如下：金刚石3.0％，碳化硅4％，Fe 34％，Cu 44％，Zn6％，Ni 3％，Sn 2％，Cr 2％，Mn 2％；金刚石粒度60#-80#，碳化硅粒度240#以细。