CN110653370A - 一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法 - Google Patents

一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，包括以下步骤：步骤A，将金属预合金粉末和高温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成芯体注塑喂料；步骤B，将金属预合金粉末、金刚石颗粒和低温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成金刚石合金胎体注塑喂料；步骤C，在双色注塑机连续注射成型，所述金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯。通过双合金粉末冶金注塑成型工艺，制得金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石绳锯串珠，避免芯体与金刚石合金胎体发生分离而造成碎串珠和断绳现象，延长金刚石绳锯的使用寿命。

Description

一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法
技术领域
本发明涉及金刚石绳锯串珠领域，尤其涉及一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法。
背景技术
金刚石绳锯是由圆筒状的金刚石绳锯串珠串到钢丝绳上，再通过橡塑间隔套将每个金刚石绳锯串珠固定起来，形成完整的金刚石绳锯，其中圆筒状的金刚石绳锯串珠是由圆筒状芯体和芯体外围的含金刚石颗粒的金刚石合金胎体构成。但现有的金刚石绳锯串珠制备方法为将芯体与金刚石合金胎体通过热压烧结方式进行钎焊为一体，芯体与金刚石合金胎体经常会出现焊接不完全的问题，导致芯体与金刚石合金胎体脱焊造成碎串珠和断绳现象。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，通过双合金粉末冶金注塑成型工艺，制得金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石绳锯串珠，避免芯体与金刚石合金胎体发生分离而造成碎串珠和断绳现象，延长金刚石绳锯的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，包括以下步骤：
步骤A，将金属预合金粉末和高温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成芯体注塑喂料；
步骤B，将金属预合金粉末、金刚石颗粒和低温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成金刚石合金胎体注塑喂料；
步骤C，在双色注塑机中将芯体注塑喂料放入一个注塑机料筒中，并将金刚石合金胎体注塑喂料放入另一个注塑机料筒中；在双色注塑机连续注射成型，首先注射芯体注塑喂料至模腔中形成芯体毛坯，然后注射金刚石合金胎体注塑喂料至模腔中，所述金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯；
步骤D，对所述金刚石串珠毛坯先进行溶剂脱脂处理；
步骤E，对经过步骤D处理后的所述金刚石串珠毛坯进行真空热脱脂和真空加压烧结，制得金刚石绳锯串珠；
所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的烧结温度差值<10℃，所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的收缩率差值<1％，所述低温型蜡基粘结剂的熔点低于所述高温型蜡基粘结剂的熔点。
通过双合金粉末冶金注塑成型工艺即步骤C，使金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯，从而避免了现有的金刚石绳锯串珠热压烧结工艺将芯体与金刚石合金胎体通过热压烧结方式进行钎焊为一体，芯体与金刚石合金胎体经常会出现焊接不完全的问题，导致芯体与金刚石合金胎体脱焊造成碎串珠和断绳现象。
制得的金刚石绳锯串珠中，芯体为金刚石合金胎体的支撑体，避免含有金刚石颗粒的金刚石合金胎体与钢丝绳直接接触磨损钢丝绳，延长绳锯的使用寿命。所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的烧结温度差值<10℃，所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的收缩率差值<1％，这样烧结出来的金刚石合金胎体和芯体才能融合为一体。
优选地，按照质量百分数计算，所述金属预合金粉末包括电解Cu粉10％～40％、羰基Ni粉7％～30％、CuSn15预合金粉8％～25％、WC粉5％～20％和Cr粉1％～15％；其中，电解Cu粉和CuSn15预合金粉的颗粒目数均为500目，羰基Ni粉、WC粉和Cr粉的颗粒粒度均为<2μm。
芯体注塑喂料和金刚石合金胎体注塑喂料使用相同配方的金属预合金粉末，从而芯体注塑喂料和金刚石合金胎体注塑喂料两者的组分相容性高，使金刚石合金胎体和芯体融合为一体，并且提高对金刚石颗粒的把持力。所述金属预合金粉末硬度高、抗冲击强度高，可直接和高温型蜡基粘结剂制成芯体注塑喂料，和制成金刚石合金胎体注塑喂料，烧结出来的金刚石合金胎体和芯体抗压强度和抗弯强度高。所述金属预合金粉末中的各种粉料均从现有市场购买所得。
优选地，按照质量百分数计算，所述高温型蜡基粘结剂的原料包括全精炼石蜡50％～60％、微晶石蜡5％～15％、高密度聚乙烯15％～20％、无规聚丙烯5％～10％、邻苯二甲酸二辛酯0.5％～3％和硬脂酸0.5％～2％。
所述高温型蜡基粘结剂中全精炼石蜡、微晶石蜡和硬脂酸(SA)可促进注射，避免芯体注塑喂料的粘度太大而难以注射；高密度聚乙烯(HDPE)和无规聚丙烯(APP)在脱脂过程中起到骨架作用，防止脱脂时芯体毛坯发生塌陷；邻苯二甲酸二辛酯(DOP)起到分散作用。由于芯体作为支撑体，结构强度要求高，因此使用高密度聚乙烯提高机械强度，使用无规聚丙烯提高韧性。全精炼石蜡和微晶石蜡还起到填料作用，使用石蜡含量低于0.8％的全精炼石蜡作为主填料，可大大缩短脱脂时间。
优选地，所述步骤A具体包括：
步骤A1，按照质量百分数计算，称取88～90％金属预合金粉末和10～12％高温型蜡基粘结剂；
步骤A2，将所述高温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至170℃～180℃；
步骤A3，待所述高温型蜡基粘结剂熔融后，将所述金属预合金粉末分多次加入步骤A2的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的金属预合金粉末熔融后才能往捏合机加入新的金属预合金粉末，直至所有金属预合金粉末加完后捏合机继续加热捏合0.5～1.5小时，制得第一捏合料；
步骤A4，将步骤A3制得的第一捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述芯体注塑喂料。
按照质量百分数计算，称取88～90％金属预合金粉末和10～12％高温型蜡基粘结剂，烧结后产品的尺寸收缩比较小，约为1.18～1.20。待所述高温型蜡基粘结剂熔融后，为避免一次全加入所述金属预合金粉末造成熔融、捏合时间过长，高温促使所述金属预合金粉末氧化，因此分多次加入所述金属预合金粉末，每次加入时金属预合金粉末颗粒的表面可快速包裹一层高温型蜡基粘结剂膜，从而与空气隔绝，避免金属预合金粉末颗粒发生氧化。例如，可分四次加入所述金属预合金粉末：第一次加入金属预合金粉末总量的1/2，待料完全熔融后，第二次再加入余量的1/2，第三次再加入余量的1/2,最后将余料全部加完，继续加热捏合1小时，关闭加热电源，自然冷却成块状用破碎机破碎成颗粒状的所述芯体注塑喂料。
优选地，所述金属预合金粉末的颗粒粒度<5μm，所述金属预合金粉末的比表面积≤10m2/g；所述金刚石颗粒的粒度分级为35目～40目占40％和40目～50目占60％。
所述金属预合金粉末的颗粒粒度<5μm，从而烧结反应活性高，烧结温度低；所述金属预合金粉末的比表面积≤10m2/g，比表面积较小，可减少粘结剂的用量。所述金刚石颗粒的粒度分级合理，提高切割性能以及金属预合金粉末对金刚石颗粒的把持力。
优选地，按照质量百分数计算，所述低温型蜡基粘结剂的原料包括全精炼石蜡55％～65％、微晶石蜡2％～5％、低密度聚乙烯15％～20％、无规聚丙烯10％～20％、邻苯二甲酸二辛酯0.5％～3％、硬脂酸0.5％～2％和高极性有机树脂0.5％～1％。
所述低温型蜡基粘结剂使用低密度聚乙烯(LDPE)作为骨架材料，具有良好的延伸性和加工性，使金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯时不发生开裂或产生裂纹；并且低密度聚乙烯的软化点比高密度聚乙烯的软化点低，使得低温型蜡基粘结剂的熔点低于高温型蜡基粘结剂，这也是两种蜡基粘结剂中一种为低温型，另一种为高温型的原因；
所述低温型蜡基粘结剂还添加了高极性有机树脂0.5％～1％，例如阿拉伯胶，可提高粘结性，使得所述低温型蜡基粘结剂的粘结性要比高温型蜡基粘结剂的粘结性大，这样熔点低、粘结性大的低温型蜡基粘结剂有利于金刚石合金胎体注塑喂料很好地粘合在芯体毛坯上，避免发生分层脱离情况。
优选地，所述步骤B具体包括：
步骤B1，按照质量百分数计算，称取50％～65％金属预合金粉末和35％～50％金刚石颗粒，并装入混料桶混合1～2小时，制得第一混合料；
步骤B2，按照质量百分数计算，称取88～90％所述第一混合料和10～12％低温型蜡基粘结剂；
步骤B3，将所述低温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至150℃～160℃；
步骤B4，待所述低温型蜡基粘结剂熔融后，将所述第一混合料分多次加入步骤B3的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的第一混合料熔融后才能往捏合机加入新的第一混合料，直至所有第一混合料加完后捏合机继续加热捏合0.5～1.5小时，制得第二捏合料；
步骤B5，将步骤B4制得的第二捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述金刚石合金胎体注塑喂料。
先将金属预合金粉末和金刚石颗粒混合均匀，以保证制得的金刚石合金胎体上金刚石颗粒分布均匀。由于金刚石合金胎体中的大颗粒金刚石在烧结时不发生收缩，为修正收缩参数，优选地低温型蜡基粘结剂的质量百分数要比高温型蜡基粘结剂的质量百分数增加0.5％，例如芯体注塑喂料中高温型蜡基粘结剂的质量百分数为11.5％时，相应地金刚石合金胎体注塑喂料中低温型蜡基粘结剂的质量百分数为12％，以保证烧结出来的金刚石合金胎体和芯体融合为一体。
待所述低温型蜡基粘结剂熔融后，为避免一次全加入所述第一混合料造成熔融、捏合时间过长，高温促使所述金属预合金粉末氧化，因此分多次加入所述第一混合料，每次加入时第一混合料颗粒的表面可快速包裹一层低温型蜡基粘结剂膜，从而与空气隔绝，避免第一混合料颗粒发生氧化。例如，可分四次加入所述第一混合料：第一次加入第一混合料总量的1/2，待料完全熔融后，第二次再加入余量的1/2，第三次再加入余量的1/2,最后将余料全部加完，继续加热捏合1小时，关闭加热电源，自然冷却成块状用破碎机破碎成颗粒状的所述金刚石合金胎体注塑喂料。
优选地，所述步骤C中，所述双色注塑机的合模压力为35～50吨，装有所述芯体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为180℃，装有所述金刚石合金胎体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为160℃。
所述双色注塑机的合模压力为35～50吨，小于此范围会导致模具离缝而发生溢料现象，大于此范围则会导致模具发生变形、毛坯产生内应力。由于低温型蜡基粘结剂的熔点低于高温型蜡基粘结剂，因此装有所述金刚石合金胎体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度要低于装有所述芯体注塑喂料的注塑机料筒。
优选地，所述步骤D具体包括：
步骤D1，将所述金刚石串珠毛坯放入三氯乙烷中在50℃～60℃下浸泡6～8小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出并清洗干净，步骤D1中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的5倍；
步骤D2，将经过步骤D1处理的所述金刚石串珠毛坯放入新的三氯乙烷中在50℃～60℃下浸泡2～3小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出、清洗和干燥，步骤D2中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的3倍。
溶剂脱脂是将毛坯中的粘结剂在烧结前使用可以溶解粘结剂中某种成分的溶液，经过浸泡将其溶解出毛坯。采用油溶性的溶剂——三氯乙烷可溶解出全精炼石蜡和微晶石蜡，并且三氯乙烷不易燃烧，更为安全；并采用多步萃取的方法可以更好的脱去金刚石串珠毛坯中的全精炼石蜡和微晶石蜡。采用两次浸汲溶剂脱脂萃取，即步骤D1和步骤D2，步骤D1可除去金刚石串珠毛坯中60％～70％的全精炼石蜡和微晶石蜡，步骤D2再使用新的三氯乙烷进行脱脂，可除去全精炼石蜡和微晶石蜡的余量的90％左右，从而经过步骤D后金刚石串珠毛坯中全精炼石蜡和微晶石蜡的残余量很少，可提高后续真空热脱脂的效率。
优选地，所述步骤E具体包括：
步骤E1，将经过步骤D处理后的所述金刚石串珠毛坯放入真空加压烧结炉，所述真空加压烧结炉的真空度<10Pa，所述真空加压烧结炉先以2℃/min的升温速率从室温升至200℃，保温60min后以2℃/min的升温速率升至400℃保温60min，然后以5℃/min的速率加热到600℃；
步骤E2，所述真空加压烧结炉在600℃保温30min，同时通入氢气，控制炉内压力为0.1035MPa，完成真空热脱脂；
步骤E3，所述真空加压烧结炉以5℃/min的升温速率从600℃升至950℃，保温60min，进行真空烧结；
步骤E3，所述真空加压烧结炉在950℃继续保温30min，同时通入氩气，控制炉内压力为6MPa，进行热等静压烧结；
步骤E4，停止所述真空加压烧结炉运行，降温至室温，制得金刚石绳锯串珠。
真空热脱脂利用真空作用提高了高分子蒸气压，促进分解，减少脱脂残留物，加快脱脂速度和效率。溶剂脱脂后金刚石串珠毛坯中还残留30％左右的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和不与有机溶剂相溶的高分子乙烯和残留的其它组分，必须通过真空热脱脂的热分解才能排除。
现有的金刚石绳锯串珠制备方法为首先采用冷压成型制取毛坯后，第一步先无压预烧结串珠毛坯，第二步再进行热等静压烧结，两次高温烧结周期时间长，功耗大，工序多，质量不稳定，所需压力大(一般热等静压的压力：100MPa～200MP)，高纯度Ar氩气用量大，成本高。
步骤E将金刚石串珠毛坯放入真空加压烧结炉中一次性完成热脱脂、合金粉末氢气还原、真空烧结、热等静压烧结这四步工艺的全过程，避免了金刚石串珠毛坯在热脱脂、氢气还原、真空烧结、热等静压烧结等多次反复过程中与空气接触而增大氧化污染的机会，质量有保障，降低了生产周期和能耗，提高了生产效率，降低了人工强度，极大地降低了能耗和环境污染。
步骤E1中所述真空加压烧结炉的真空度<10Pa，真空度越高粘结剂中的树脂和残留物越容易分解挥发，减少金刚石串珠毛坯的积碳效应。
在混料、注塑和溶剂脱脂过程中金属预合金粉末不可避免地受到水雾、空气等污染，使得金属预合金粉末颗粒表面产生氧化层。步骤E2在真空热脱脂尾段过程通入氢气，以还原金属预合金粉末颗粒表面在混料、注塑和溶剂脱脂过程中的发生氧化和污染，增强了金刚石合金胎体成分对金刚石颗粒表面的碳化作用和对金刚石颗粒的把持力，由于金属预合金粉末表面被还原而增强了颗粒烧结的反应活性，降低了烧结温度，提高了金刚石合金胎体的烧结致密度，接近100％理论密度。
步骤E3加氩气进行热等静压烧结，提高金刚石绳锯串珠的密度和强度，减少金刚石绳锯串珠中的气孔和裂纹缺陷；由现有的热等静压烧结炉所需压力100MPa～200MPa降低至6MPa,大大减少了高纯度氩气的用量，且能达到同样的技术要求。
所述基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，先分别制备芯体注塑喂料和金刚石合金胎体注塑喂料，然后通过双合金粉末冶金注塑成型工艺即步骤C，使金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯，从而避免了现有的金刚石绳锯串珠热压烧结工艺将芯体与金刚石合金胎体通过热压烧结方式进行钎焊为一体，芯体与金刚石合金胎体经常会出现焊接不完全的问题，导致芯体与金刚石合金胎体脱焊造成碎串珠和断绳现象；并且解决了冷压成型对金刚石绳锯串珠的形状和尺寸的限制，可以根据不同需求生产任意形状和尺寸的金刚石绳锯串珠；制造出在同一个金刚石绳锯串珠毛坯上具有两种不同功能的合粉末冶金注塑产品——金刚石绳锯串珠。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1～5
实施例1～5根据表1称取各原料，其中芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的烧结温度差值<10℃，所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的收缩率差值<1％；所述金属预合金粉末中电解Cu粉和CuSn15预合金粉的颗粒目数均为500目，羰基Ni粉、WC粉和Cr粉的颗粒粒度均为<2μm；所述金属预合金粉末的颗粒粒度<5μm，所述金属预合金粉末的比表面积≤10m2/g；
所述金刚石颗粒的粒度分级为35目～40目占40％和40目～50目占60％。
并且实施例1～5根据以下步骤制备基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠：
Figure BDA0002201035810000101
Figure BDA0002201035810000111
表1
步骤A、制备芯体注塑喂料
步骤A1，根据表1称取金属预合金粉末和高温型蜡基粘结剂；
步骤A2，将所述高温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至170℃；
步骤A3，待所述高温型蜡基粘结剂熔融后，将所述金属预合金粉末分4次加入步骤A2的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的金属预合金粉末熔融后才能往捏合机加入新的金属预合金粉末，直至所有金属预合金粉末加完后捏合机继续加热捏合1小时，制得第一捏合料；
步骤A4，将步骤A3制得的第一捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述芯体注塑喂料。
步骤B、制备金刚石合金胎体注塑喂料
步骤B1，根据表1称取金属预合金粉末和金刚石颗粒，并装入混料桶混合2小时，制得第一混合料；
步骤B2，根据表1称取所述第一混合料和低温型蜡基粘结剂；
步骤B3，将所述低温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至150℃；
步骤B4，待所述低温型蜡基粘结剂熔融后，将所述第一混合料分4次加入步骤B3的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的第一混合料熔融后才能往捏合机加入新的第一混合料，直至所有第一混合料加完后捏合机继续加热捏合1小时，制得第二捏合料；
步骤B5，将步骤B4制得的第二捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述金刚石合金胎体注塑喂料。
步骤C，在双色注塑机中将所述芯体注塑喂料放入一个注塑机料筒中，同时将所述金刚石合金胎体注塑喂料放入另一个注塑机料筒中；在双色注塑机连续注射成型，首先注射所述芯体注塑喂料至模腔中形成芯体毛坯，然后注射所述金刚石合金胎体注塑喂料至模腔中，所述金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯；
所述双色注塑机的合模压力为40吨，装有所述芯体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为180℃，装有所述金刚石合金胎体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为160℃。
步骤D、对所述金刚石串珠毛坯先进行溶剂脱脂处理
步骤D1，将所述金刚石串珠毛坯放入三氯乙烷中在50℃下浸泡6小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出并清洗干净，步骤D1中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的5倍；
步骤D2，将经过步骤D1处理的所述金刚石串珠毛坯放入新的三氯乙烷中在50℃下浸泡2小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出、清洗和干燥，步骤D2中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的3倍。
步骤E、真空热脱脂和真空加压烧结
步骤E1，将经过步骤D处理后的所述金刚石串珠毛坯放入真空加压烧结炉，所述真空加压烧结炉的真空度<10Pa，所述真空加压烧结炉先以2℃/min的升温速率从室温升至200℃，保温60min后以2℃/min的升温速率升至400℃保温60min，然后以5℃/min的速率加热到600℃；
步骤E2，所述真空加压烧结炉在600℃保温30min，同时通入氢气，控制炉内压力为0.1035MPa，完成真空热脱脂；
步骤E3，所述真空加压烧结炉以5℃/min的升温速率从600℃升至950℃，保温60min，进行真空烧结；
步骤E3，所述真空加压烧结炉在950℃继续保温30min，同时通入氩气，控制炉内压力为6MPa，进行热等静压烧结；
步骤E4，停止所述真空加压烧结炉运行，降温至室温，制得金刚石绳锯串珠。
制得的金刚石绳锯串珠中金刚石合金胎体和芯体融合为一体，避免了现有的金刚石绳锯串珠热压烧结工艺将芯体与金刚石合金胎体通过热压烧结方式进行钎焊为一体，芯体与金刚石合金胎体经常会出现焊接不完全的问题，导致芯体与金刚石合金胎体脱焊造成碎串珠和断绳现象。烧结出来的金刚石合金胎体和芯体抗压强度和抗弯强度高。
步骤E2在真空热脱脂尾段过程通入氢气，以还原金属预合金粉末颗粒表面在混料、注塑和溶剂脱脂过程中的发生氧化和污染，增强了金刚石合金胎体成分对金刚石颗粒表面的碳化作用和对金刚石颗粒的把持力，由于金属预合金粉末表面被还原而增强了颗粒烧结的反应活性，降低了烧结温度，提高了金刚石合金胎体的烧结致密度，接近100％理论密度。
步骤E3加氩气进行热等静压烧结，提高金刚石绳锯串珠的密度和强度，减少金刚石绳锯串珠中的气孔和裂纹缺陷；由现有的热等静压烧结炉所需压力100MPa～200MPa降低至6MPa,大大减少了高纯度氩气的用量，且能达到同样的技术要求。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，将金属预合金粉末和高温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成芯体注塑喂料；
步骤B，将金属预合金粉末、金刚石颗粒和低温型蜡基粘结剂进行加热捏合，然后造粒制成金刚石合金胎体注塑喂料；
步骤C，在双色注塑机中将芯体注塑喂料放入一个注塑机料筒中，并将金刚石合金胎体注塑喂料放入另一个注塑机料筒中；在双色注塑机连续注射成型，首先注射芯体注塑喂料至模腔中形成芯体毛坯，然后注射金刚石合金胎体注塑喂料至模腔中，所述金刚石合金胎体注塑喂料包覆所述芯体毛坯，注塑成型为金刚石合金胎体和芯体融合为一体的金刚石串珠毛坯；
步骤D，对所述金刚石串珠毛坯先进行溶剂脱脂处理；
步骤E，对经过步骤D处理后的所述金刚石串珠毛坯进行真空热脱脂和真空加压烧结，制得金刚石绳锯串珠；
所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的烧结温度差值<10℃，所述芯体注塑喂料和所述金刚石合金胎体注塑喂料的收缩率差值<1％，所述低温型蜡基粘结剂的熔点低于所述高温型蜡基粘结剂的熔点。
2.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：按照质量百分数计算，所述金属预合金粉末包括电解Cu粉10％～40％、羰基Ni粉7％～30％、CuSn15预合金粉8％～25％、WC粉5％～20％和Cr粉1％～15％；
其中，电解Cu粉和CuSn15预合金粉的颗粒目数均为500目，羰基Ni粉、WC粉和Cr粉的颗粒粒度均为<2μm。
3.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：按照质量百分数计算，所述高温型蜡基粘结剂的原料包括全精炼石蜡50％～60％、微晶石蜡5％～15％、高密度聚乙烯15％～20％、无规聚丙烯5％～10％、邻苯二甲酸二辛酯0.5％～3％和硬脂酸0.5％～2％。
4.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
步骤A1，按照质量百分数计算，称取88～90％金属预合金粉末和10～12％高温型蜡基粘结剂；
步骤A2，将所述高温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至170℃～180℃；
步骤A3，待所述高温型蜡基粘结剂熔融后，将所述金属预合金粉末分多次加入步骤A2的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的金属预合金粉末熔融后才能往捏合机加入新的金属预合金粉末，直至所有金属预合金粉末加完后捏合机继续加热捏合0.5～1.5小时，制得第一捏合料；
步骤A4，将步骤A3制得的第一捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述芯体注塑喂料。
5.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：
所述金属预合金粉末的颗粒粒度<5μm，所述金属预合金粉末的比表面积≤10m2/g；
所述金刚石颗粒的粒度分级为35目～40目占40％和40目～50目占60％。
6.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：按照质量百分数计算，所述低温型蜡基粘结剂的原料包括全精炼石蜡55％～65％、微晶石蜡2％～5％、低密度聚乙烯15％～20％、无规聚丙烯10％～20％、邻苯二甲酸二辛酯0.5％～3％、硬脂酸0.5％～2％和高极性有机树脂0.5％～1％。
7.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：所述步骤B具体包括：
步骤B1，按照质量百分数计算，称取50％～65％金属预合金粉末和35％～50％金刚石颗粒，并装入混料桶混合1～2小时，制得第一混合料；
步骤B2，按照质量百分数计算，称取88～90％所述第一混合料和10～12％低温型蜡基粘结剂；
步骤B3，将所述低温型蜡基粘结剂加入捏合机并加热至150℃～160℃；
步骤B4，待所述低温型蜡基粘结剂熔融后，将所述第一混合料分多次加入步骤B3的捏合机中，并且每次须要待捏合机内原有的第一混合料熔融后才能往捏合机加入新的第一混合料，直至所有第一混合料加完后捏合机继续加热捏合0.5～1.5小时，制得第二捏合料；
步骤B5，将步骤B4制得的第二捏合料从捏合机取出，自然冷却后通过破碎机破碎成颗粒状的所述金刚石合金胎体注塑喂料。
8.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于：所述步骤C中，所述双色注塑机的合模压力为35～50吨，装有所述芯体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为180℃，装有所述金刚石合金胎体注塑喂料的注塑机料筒的工作温度为160℃。
9.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：
步骤D1，将所述金刚石串珠毛坯放入三氯乙烷中在50℃～60℃下浸泡6～8小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出并清洗干净，步骤D1中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的5倍；
步骤D2，将经过步骤D1处理的所述金刚石串珠毛坯放入新的三氯乙烷中在50℃～60℃下浸泡2～3小时，然后将所述金刚石串珠毛坯取出、清洗和干燥，步骤D2中的三氯乙烷的重量为所述金刚石串珠毛坯的重量的3倍。
10.根据权利要求1所述的基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：
步骤E1，将经过步骤D处理后的所述金刚石串珠毛坯放入真空加压烧结炉，所述真空加压烧结炉的真空度<10Pa，所述真空加压烧结炉先以2℃/min的升温速率从室温升至200℃，保温60min后以2℃/min的升温速率升至400℃保温60min，然后以5℃/min的速率加热到600℃；
步骤E2，所述真空加压烧结炉在600℃保温30min，同时通入氢气，控制炉内压力为0.1035MPa，完成真空热脱脂；
步骤E3，所述真空加压烧结炉以5℃/min的升温速率从600℃升至950℃，保温60min，进行真空烧结；
步骤E3，所述真空加压烧结炉在950℃继续保温30min，同时通入氩气，控制炉内压力为6MPa，进行热等静压烧结；
步骤E4，停止所述真空加压烧结炉运行，降温至室温，制得金刚石绳锯串珠。
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