CN111037754B - 一种用于切割石材的梯形刀头及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于切割石材的梯形刀头及其制备方法，属于切割刀头技术领域。它解决了现有的刀头中金刚石因烧蚀而强度下降、破碎，不能有效地进行切割加工的问题。本用于切割石材的梯形刀头包括层叠设置的第一工作层、第二工作层和排屑层，第一工作层、第二工作层和排屑层的配方均包括FeCoCu、Fe、Ni和Sn，第一工作层、第二工作层和排屑层中金刚石的浓度不同。采用分层结构设计和不同的配方设计可有效提高刀头的排屑、散热能力，明显提高锋利度、刀头的自锐性好、使用寿命长、加工板材质量好、工艺及性能稳定等优点，其寿命与市场上同类高档石材刀头相当，锋利度提高1‑3倍。

Description

一种用于切割石材的梯形刀头及其制备方法
技术领域
本发明属于切割刀头技术领域，涉及一种用于切割石材的梯形刀头及其制备方法。
背景技术
近年来，随着材料技术和制造业技术的发展，各种高性能的新材料不断涌现，这要求切割刀具具有高锋利、速散热、易排屑等特点。目前，应用最普遍的锯片刀头形状为正常的平齿，，这类刀头形状简单，与切割材料的接触面积大，导致切割产生的阻力负荷大，刀头不锋利。特别是干切的条件下，其排屑和冷却能力差，磨削产生的热量不能及时散去，致使刀头中金刚石因烧蚀而强度下降、破碎，不能有效地进行切割加工。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有的刀头所存在的上述问题，而提出了一种用于切割石材的梯形刀头。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种用于切割石材的梯形刀头，包括层叠设置的第一工作层、第二工作层和排屑层，第一工作层、第二工作层和排屑层的配方均包括FeCoCu、Fe、Ni和Sn，第一工作层、第二工作层和排屑层中金刚石的浓度不同。
所述第一工作层的配方为FeCoCu 50-70wt％，Fe10-20 wt％，Ni 10-20wt％，Sn1-5wt％，金刚石的粒度为230μm-600μm,金刚石的浓度为20％-50％；
所述第二工作层的配方为FeCoCu 50-70wt％，Fe10-20 wt％，Ni 10-20wt％，Sn1-5wt％，金刚石的粒度为230μm-600μm,金刚石的浓度比第一工作层中金刚石浓度低2％-10％。
所述排屑层的配方为FeCoCu 50-70wt％，Fe10-20 wt％，Ni10-20wt％，Sn 1-5wt％。该层中无金刚石。
所述的刀头呈梯形，沿高度方向的梯度为0.6-2.0。
所述的刀头包括两层第一工作层、至少两层排屑层和至少一层第二工作层，上述排屑层和第二工作层夹设在两第一工作层之间，第二工作层夹设在两排屑层之间。
所述的第一工作层有两层，第二工作层为一层，排屑层为两层，第二工作层位于最中心，其两侧均依次层叠排屑层和第一工作层。该刀头一共5层。
所述的第一工作层有两层，第二工作层为两层，排屑层为三层，其中一层排屑层位于最中心，其两侧均依次层叠一层第二工作层、一层排屑层和一层第一工作层。该刀头一共有7层。
所述的第一工作层有两层，第二工作层为三层，排屑层为四层，其中一层第二工作层位于最中心，其两侧均依次层叠一层排屑层、一层第二工作层、再一层排屑层和一层第一工作层。该刀头一共有9层。
第二工作层和排屑层为长方体，第一工作层为梯形体。
本发明的第二个目的是针对现有的刀头所存在的上述问题，而提出了一种用于切割石材的梯形刀头的制备方法。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：
一种用于切割石材的梯形刀头的制备方法，它包括如下步骤：按照上述配方分片冷压成型，制成特定数量的第一工作层、第二工作层和排屑层，最后在按分层结构组合热压烧结成刀头。
与现有技术相比，采用分层结构设计和不同的配方设计可有效提高刀头的排屑、散热能力，明显提高锋利度、刀头的自锐性好、使用寿命长、加工板材质量好、工艺及性能稳定等优点，其寿命与市场上同类高档石材刀头相当，锋利度提高1-3倍。
附图说明
图1是实施例1中本梯形刀头的结构示意图。
图2是实施例2中本梯形刀头的结构示意图。
图3是实施例3中本梯形刀头的结构示意图。
图中，1、第一工作层；2、第二工作层；3、排屑层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，本用于切割石材的梯形刀头高频焊接在锯片钢基体上用来切割花岗岩、大理石、岗石、人造石等石材，它包括层叠设置的第一工作层1、第二工作层2和排屑层3。本实施例中，所述的第一工作层1有两层，第二工作层2为一层，排屑层3为两层，第二工作层2位于最中心，其两侧均依次层叠排屑层3和第一工作层1，该刀头一共五层。的刀头呈梯形，沿高度方向的梯度为0.6-2.0，第二工作层2和排屑层3为长方体，第一工作层1为梯形体。
上述梯形刀头的制备方法如下：①、制作第一工作层1，按重量百分比准确称取金属粉末:70份FeCoCu粉，10份羰基Fe粉，19份羰基Ni粉，1份羰基Sn粉,金刚石的浓度为20％(按400％制)即工作层中金刚石所占体积比为10％，粒度为230-600um,第一工作层1的浓度是20％；将原料粉按配方的比例混合后，投入到不锈钢球磨罐中研磨，研磨球为6mm的WC-Co硬质合金球研磨介质为纯酒精,湿磨时间为2-3小时，湿磨后卸出料浆进行烘干处理，在干燥时，低温一般应低于80℃，然后再升至高温100℃以上。干燥过程在真空氛围内进行，避免了干燥过程中粉末的氧化。将干燥后的粉末进行造粒处理，造粒后粉末的粒度范围为30～60目，造粒使粉末具有较高和较稳定的松装比，使粉末流动性的提高，有利于装粉压型，并减少了金刚石及粉末的偏析，提高制品的稳定性，将制好粒的粉末进行全自动冷压成型依次制成两片第一工作层1。
②、制作第二工作层2，采用步骤①的配方和工序制作第二工作层2，区别在于第二工作层2中金刚石的浓度为18％。
③、制作排屑层3，采用步骤①的配方和工序制作排屑层3，区别在于排屑层3中无金刚石。
④、按图1所示进行层叠，然后在热压烧结机中烧结，烧结温度为830℃，压力为25MPa,保温时间为180s,所做的刀齿规格为30×14.4/12.4×24，五明治结构。
实施例2
如图2所示，本用于切割石材的梯形刀头高频焊接在锯片钢基体上用来切割花岗岩、大理石、岗石、人造石等石材，它包括层叠设置的第一工作层1、第二工作层2和排屑层3。本实施例中，所述的第一工作层1有两层，第二工作层2为两层，排屑层3为三层，其中一层排屑层3位于最中心，其两侧均依次层叠一层第二工作层2、一层排屑层3和一层第一工作层1，该刀头一共有七层。
上述梯形刀头的制备方法如下：①、制作第一工作层1，按重量百分比准确称取金属粉末:55份FeCoCu粉，20份羰基Fe粉，20份羰基Ni粉，5份羰基Sn粉,金刚石的浓度为40％(按400％制)即工作层中金刚石所占体积比为10％，粒度为230-600um,第一工作层1的浓度是40％；将原料粉按配方的比例混合后，投入到不锈钢球磨罐中研磨，研磨球为6mm的WC-Co硬质合金球研磨介质为纯酒精,湿磨时间为2-3小时，湿磨后卸出料浆进行烘干处理，在干燥时，低温一般应低于80℃，然后再升至高温100℃以上。干燥过程在真空氛围内进行，避免了干燥过程中粉末的氧化。将干燥后的粉末进行造粒处理，造粒后粉末的粒度范围为30～60目，造粒使粉末具有较高和较稳定的松装比，使粉末流动性的提高，有利于装粉压型，并减少了金刚石及粉末的偏析，提高制品的稳定性，将制好粒的粉末进行全自动冷压成型依次制成两片第一工作层1。
②、制作第二工作层2，采用步骤①的配方和工序制作第二工作层2，区别在于第二工作层2中金刚石的浓度为30％。
③、制作排屑层3，采用步骤①的配方和工序制作排屑层3，区别在于排屑层3中无金刚石。
④、按图2所示进行层叠，然后在热压烧结机中烧结，烧结温度为830℃，压力为25MPa,保温时间为180s,所做的刀齿规格为30×14.4/12.4×24，七明治结构。
实施例3
如图3所示，本用于切割石材的梯形刀头高频焊接在锯片钢基体上用来切割花岗岩、大理石、岗石、人造石等石材，它包括层叠设置的第一工作层1、第二工作层2和排屑层3。本实施例中，所述的第一工作层1有两层，第二工作层2为三层，排屑层3为四层，其中一层第二工作层2位于最中心，其两侧均依次层叠一层排屑层3、一层第二工作层2、再一层排屑层3和一层第一工作层1。该刀头一共有九层。
上述梯形刀头的制备方法如下：①、制作第一工作层1，按重量百分比准确称取金属粉末:68份FeCoCu粉，15份羰基Fe粉，15份羰基Ni粉，2份羰基Sn粉,金刚石的浓度为40％(按400％制)即工作层中金刚石所占体积比为10％，粒度为230-600um,工作层1的浓度是40％，将原料粉按配方的比例混合后，投入到不锈钢球磨罐中研磨，研磨球为6mm的WC-Co硬质合金球研磨介质为纯酒精,湿磨时间为2-3小时，湿磨后卸出料浆进行烘干处理，在干燥时，低温一般应低于80℃，然后再升至高温100℃以上。干燥过程在真空氛围内进行，避免了干燥过程中粉末的氧化。将干燥后的粉末进行造粒处理，造粒后粉末的粒度范围为30～60目，造粒使粉末具有较高和较稳定的松装比，使粉末流动性的提高，有利于装粉压型，并减少了金刚石及粉末的偏析，提高制品的稳定性，将制好粒的粉末进行全自动冷压成型。
②、制作第二工作层2，采用步骤①的配方和工序制作第二工作层2，区别在于第二工作层2中金刚石的浓度为30％。
③、制作排屑层3，采用步骤①的配方和工序制作排屑层3，区别在于排屑层3中无金刚石。
④、按图3所示进行层叠，然后在热压烧结机中烧结，烧结温度为840℃，压力为25MPa,保温时间为180s,所做的刀齿规格为30×14.4/12.4×24，九明治结构。
应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，它包括层叠设置的第一工作层、第二工作层和排屑层，第一工作层、第二工作层和排屑层的配方均包括FeCoCu、Fe、Ni和Sn，第一工作层、第二工作层和排屑层中金刚石的浓度不同，所述的第一工作层和第二工作层的配方均为FeCoCu 50-70wt％，Fe10-20wt％，Ni 10-20wt％，Sn 1-5wt％，金刚石的粒度为230μm-600μm，按照上述配方分片冷压成型，制成特定数量的第一工作层、第二工作层和排屑层，最后在按分层结构组合热压烧结成刀头。
2.根据权利要求1所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，第一工作层中金刚石的浓度为20％-50％。
3.根据权利要求2所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，第二工作层的金刚石的浓度比第一工作层中金刚石浓度低2％-10％。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述排屑层的配方为FeCoCu 50-70wt％，Fe10-20wt％，Ni 10-20wt％，Sn 1-5wt％，该层中无金刚石。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述的刀头呈梯形，沿高度方向的梯度为0.6-2.0。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述的刀头包括两层第一工作层、至少两层排屑层和至少一层第二工作层，上述排屑层和第二工作层夹设在两第一工作层之间，第二工作层夹设在两排屑层之间。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述的第一工作层有两层，第二工作层为一层，排屑层为两层，第二工作层位于最中心，其两侧均依次层叠排屑层和第一工作层。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述的第一工作层有两层，第二工作层为两层，排屑层为三层，其中一层排屑层位于最中心，其两侧均依次层叠一层第二工作层、一层排屑层和一层第一工作层。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种用于切割石材的梯形刀头，其特征在于，所述的第一工作层有两层，第二工作层为三层，排屑层为四层，其中一层第二工作层位于最中心，其两侧均依次层叠一层排屑层、一层第二工作层、再一层排屑层和一层第一工作层。
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