CN112171215B - 中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，按如下步骤进行：1)原材料选择：选择经高精度轧制后的钢板材料；2)毛坯下料：在钢板上切割出边缘带齿的圆形毛坯，圆形毛坯中心位置切割出内孔；3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火；4)校平和应力控制：采用人工锤击、多辊矫平机对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整；5)精车内外圆：将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸；6)精校平和总检。本发明无需磨削工艺，节省锯片磨削产生的污染和能耗，采用干式加压淬火，改善环保条件，最终所得锯片基体平面度水平高、表面耐锈蚀。
Description
技术领域
本发明涉及锯片生产方法，特别是一种中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法。
背景技术
金刚石圆锯片基体是制作金刚石圆锯片的重要产品，目前已经广泛应用于全球的石材、混凝土、陶瓷、石墨等硬脆性产品的加工领域，成为矿山开采、建筑装修等行业的主要切割工具，应用数量巨大，产品规格繁多。
经过30多年的发展，我国已经成为全世界最大的金刚石圆锯片生产和研发中心，不仅产品种类齐全，产品的质量和技术创新能力也居世界一流水平。目前，金刚石圆锯片及其基体已经成为我国重要的出口产品，金刚石圆锯片基体的主要规格是φ300～4200mm，其中使用数量最大、应用最普及的品种是在φ300～1650mm，至少占据85％以上的比例。
金刚石圆锯片基体的主要功能是支撑外圆周上的金刚石刀块，切割不同的硬脆性工件，具有效率高、成本低的优势。对基体本身的性能需求是：足够的强度、良好的韧性、比较精准的外在尺寸等，现在常用的制作工艺是：采用热轧或冷轧钢板，通过热切割或冷冲切的方式制成锯片基体的毛坯；通过不同的热处理方式提升毛坯的机械性能，满足一定的指标要求；再经过校平、车削、磨削等工序即可制成一件完美的金刚石锯片基体。
在锯片基体的磨削工序，主要是将其厚度、厚度公差控制到一个合理范围，满足锯切的需求，另外的附加效果是改善外观观感，起到美化的作用。但是，锯片的磨削过程会产生很多的废水、消耗很多的电能，这都增加了环保负担；同时，磨削机器的折旧、耗材的使用、人工的消耗，都增加了生产成本。
在当今钢板轧制精度大幅提高、内在质量不断完善的大背景下，急需研究一种不需要磨削的锯片基体生产工艺，从而获得良好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，具有无需磨削，节能环保，成品性能好的优点。
为达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择经高精度轧制后的钢板材料，轧制后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值小于0.06mm；
2)毛坯下料：采用数控等离子切割机或者数控激光切割机在钢板上切割出边缘带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径小于1700mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔直径为40～100mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边1～3mm加工余量；
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为800～860℃，加热时间为5～40min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为450～530℃，回火时间为8～16h；
4)校平和应力控制：采用人工锤击、多辊矫平机对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整；
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸；
6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击的方式对锯片基体进行最终校平；校平完成后检测各部尺寸精度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
①选择高精度轧制的钢板材料，其厚度满足锯片的实际精度要求，并采用干式加压淬火及加压回火，保证锯片基体平面度水平并且表面耐锈蚀，从而省略磨削工艺，避免锯片磨削产生的污染和能耗。
②对锯片基体毛坯采用干式淬火设备进行淬火，消除传统工艺的油淬火油烟污染，回火时采用加压式箱式炉，节能环保，改善环境。
进一步地，钢板材料选自75Cr1、50CrV、8CrV、8CrNi中的任一种。
进一步地，步骤1)中，当钢板原材料宽度小于等于600mm时，钢板在热轧后再进行进行冷轧，冷轧后钢板的同板厚度差值小于0.03mm；当钢板原材料宽度大于600mm小于等于1000mm时，钢板在热轧后的同板厚度差值小于等于0.04mm；当钢板原材料宽度大于1000mm小于1700mm时，钢板在热轧后的同板厚度差值小于0.06mm。
进一步地，钢板表面氧化皮厚度小于0.03mm。
进一步地，步骤6)中采用塞规或内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
本实施例中欲制得的锯片基体规格为φ500mm，其生产方法按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择75Cr1钢板原材料，宽度等于600mm，热轧后冷轧，轧制后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值为0.02mm。
钢板表面氧化皮厚度为0.005mm，要求严格控制氧化皮厚度，保证钢板表面质量光滑、精细。
2)毛坯的下料：采用数控激光切割机在钢板上切割出边缘带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径为φ504mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔尺寸为φ46mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边2mm加工余量，便于后续的精车内外圆工序。
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为820℃，加热时间为5min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为450℃，回火时间为12h。
4)校平和应力控制：采用人工锤击对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整，锯片基体的平面度为0.1mm，端面圆跳动0.2mm，应力值0.2mm。
具体地，采用锤击的方法校正锯片基体的鼓包，使其平整。应力的控制方法，主要采用滚压机进行应力调整，就是使用两个相对的、可旋转、可径向调整位置的圆形滚轮，在锯片的特定位置上进行滚压，调整锯片的应力状态，还可采用锤击的方式进行锯片的应力调整。
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸。.
6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击对锯片基体进行最终校平，精校平平面度为0.1mm，端面圆跳动为0.2mm，应力值为0.1mm；校平完成后检测各部尺寸精度，采用塞规、内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
实施例2
本实施例中欲制得的锯片基体规格为φ800mm，其生产方法按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择50CrV钢板原材料，宽度等于900mm，热轧后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值为0.03mm。
钢板表面氧化皮厚度为0.02mm，要求严格控制氧化皮厚度，保证钢板表面质量光滑、精细。
2)毛坯的下料：采用数控激光切割机在钢板上切割出边缘带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径为φ804mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔尺寸为φ76mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边2mm加工余量，便于后续的精车内外圆工序。
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为830℃，加热时间为18min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为450℃，回火时间为12h。
4)校平和应力控制：采用多辊矫平机对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整，锯片基体的平面度为0.15mm，端面圆跳动0.25mm，应力值0.1mm。
具体地，采用多辊矫平机，校正锯片基体平面度。应力的控制方法，主要采用滚压机进行应力调整，就是使用两个相对的、可旋转、可径向调整位置的圆形滚轮，在锯片的特定位置上进行滚压，调整锯片的应力状态，还可采用锤击的方式进行锯片的应力调整。
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸。.
6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击对锯片基体进行最终校平，精校平平面度为0.1mm，端面圆跳动为0.25mm，应力值为0.1mm；校平完成后检测各部尺寸精度，采用塞规、内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
实施例3
本实施例中欲制得的锯片基体规格为φ1200mm，其生产方法按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择8CrV钢板原材料，宽度等于1500mm，热轧后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值为0.045mm。
钢板表面氧化皮厚度为0.025mm，要求严格控制氧化皮厚度，保证钢板表面质量光滑、精细。
2)毛坯的下料：采用数控激光切割机在钢板上切割出带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径为φ1204mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔尺寸为φ96mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边2mm加工余量，便于后续的精车内外圆工序。
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为840℃，加热时间为24min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为500℃，回火时间为14h。
4)校平和应力控制：采用人工锤击对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整，锯片基体的平面度为0.15mm，端面圆跳动0.35mm，应力值0.2mm。
具体地，使用锤击的方法校正锯片基体的鼓包，使其平整。应力的控制方法，主要采用滚压机进行应力调整，就是使用两个相对的、可旋转、可径向调整位置的圆形滚轮，在锯片的特定位置上进行滚压，调整锯片的应力状态，还可采用锤击的方式进行锯片的应力调整。
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸。.
6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击对锯片基体进行最终校平，精校平平面度为0.2mm，端面圆跳动为0.35mm，应力值为0.2mm；校平完成后检测各部尺寸精度，采用塞规、内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
实施例4
本实施例中欲制得的锯片基体规格为φ1600mm，其生产方法按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择8CrNi钢板原材料，宽度等于1700mm，热轧后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值为0.05mm。
钢板表面氧化皮厚度为0.025mm，要求严格控制氧化皮厚度，保证钢板表面质量光滑、精细。
2)毛坯的下料：采用数控激光切割机在钢板上切割出带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径为φ1606mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔尺寸为φ94mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边3mm加工余量，便于后续的精车内外圆工序。
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为850℃，加热时间为38min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为480℃，回火时间为16h。
4)校平和应力控制：采用多辊矫平机对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整，锯片基体的平面度为0.2mm，端面圆跳动0.55mm，应力值0.2mm。
具体地，采用多辊矫平机，校正锯片基体平面度。应力的控制方法，主要采用滚压机进行应力调整，就是使用两个相对的、可旋转、可径向调整位置的圆形滚轮，在锯片的特定位置上进行滚压，调整锯片的应力状态，还可采用锤击的方式进行锯片的应力调整。
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸。.
6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击对锯片基体进行最终校平，精校平平面度为0.2mm，端面圆跳动为0.55mm，应力值为0.2mm；校平完成后检测各部尺寸精度，采用塞规、内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
1)原材料选择：选择经高精度轧制后的钢板材料，轧制后钢板公称厚度与锯片基体成品公称厚度相同，轧制后钢板厚度公差值在锯片基体成品厚度公差值的范围以内，轧制后钢板的同板厚度差值小于0.06mm；
2)毛坯下料：采用数控等离子切割机或者数控激光切割机在钢板上切割出边缘带齿的圆形毛坯，圆形毛坯直径小于1700mm，圆形毛坯中心位置切割出内孔，内孔直径为40～100mm，内孔和圆形毛坯外圆预留单边1～3mm加工余量；
3)热处理：对锯片基体毛坯采用干式加压淬火设备进行淬火，淬火温度为800～860℃，加热时间为5～40min，淬火完成后采用加压式箱式炉进行回火，回火温度为450～530℃，回火时间为8～16h；
4)校平和应力控制：采用人工锤击或多辊矫平机对锯片基体进行平面度校正，校平完成后采用滚压机对锯片基体进行辊压，完成应力调整；
5)精车内外圆：按照产品尺寸的精度要求，将锯片基体的内外直径加工到最终尺寸；6)精校平和总检：清理锯片基体表面的毛刺、杂物，采用人工锤击的方式对锯片基体进行最终校平；校平完成后检测各部尺寸精度，合格后作出相应标示，即可成品入库。
2.根据权利要求1所述的中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，其特征在于，
钢板材料选自75Cr1、50CrV、8CrV、8CrNi中的任一种。
3.根据权利要求1所述的中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，其特征在于，
步骤1)中，当钢板原材料宽度小于等于600mm时，钢板在热轧后再进行冷轧，冷轧后钢板的同板厚度差值小于0.03mm；当钢板原材料宽度大于600mm小于等于1000mm时，钢板在热轧后的同板厚度差值小于等于0.04mm；当钢板原材料宽度大于1000mm小于1700mm时，钢板在热轧后的同板厚度差值小于0.06mm。
4.根据权利要求1所述的中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，其特征在于，
钢板表面氧化皮厚度小于0.03mm。
5.根据权利要求1所述的中小直径金刚石圆锯片基体的环保型制备方法，其特征在于，
步骤6)中采用塞规或内径千分尺检测内孔直径，采用高精度盒尺检测外圆直径，采用游标卡尺检测水口槽尺寸，采用厚度千分尺检测基体厚度。
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