CN113070475B - 红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片及其制造方法，切割片包括高连续性扇形节块及基体，制作方法包括预合金粉末配方、金刚石粒度级配及浓度、升温烧结工艺参数和焊接工艺。利用热压烧结技术制作切割片定制尺寸的扇形节块，采用高频焊接技术将扇形节块与基体进行焊接，对焊接好的切割片进行抛磨开刃，再用于红外桥切机对大理石进行切割，切割的大理石品类繁多，通用性非常出色，切割不崩边不崩底，噪音小，切割效果非常好，切割寿命长，板材出材率高，是大理石精切割加工利器。
Description
技术领域
本发明涉及超硬材料工具制品技术领域，具体指红外桥切机精切割大理石专用的金刚石切割片及其制造方法。
背景技术
大理石因其种类繁多，花纹多样被广泛用在家装地板等领域，是一种天然的石材，不同种类的大理石物理性质也不一样，硬度、强度及韧性都不一样，成分也不一样，对其精切割存在极大的差异性，切割效果更是成为了切割片能否运作的门槛，切割效果好，才能进行切割效率和切割寿命的对比。
大理石属于硬脆类板材，分为低硬、中硬和高硬等几个级别，目前应用在高硬大理石的精切割上，普遍存在切割效果差的情况，切割效率难以得到提升，存在切割崩边崩底，切割速率慢及切割寿命不足的情况，同时其通用性也受大理石硬度的限制，切割低硬度时普遍没问题，但是切割中硬及高硬的大理石时就不再适用
因此研究出通用性良好且切割效率满足市场需求的切割片，减少工人操作时频繁更换切割片的时间，造出切割效果好且切割效率满足生产的金刚石切割片迫在眉睫。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片及其制造方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明一方面提供红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，包括节块与基体，其中，以基体为圆周基准将节块连接于基体上方，其特征在于，所述节块为整体形扇形节块，所述整体形扇形节块配方包括预合金粉末配方与磨料配方，其中，所述预合金粉末配方包括HD7701预合金粉末、CuSnSi预合金粉末、CuCe预合金粉末、FeCu预合金粉末和四种金属粉末。
进一步的，所述定制尺寸扇形节块在金属基体外圈具有连续性，使其相邻节块之间的缝隙在1mm-1.5mm之间，小于基体排屑槽的3mm-4 mm的槽宽。
进一步的，所述定制尺寸扇形节块金刚石含量在13％～25％之间。
进一步的，所述定制尺寸扇形节块金刚石级配包括60/70粒度添加量为0wt％-10wt％之间，70/80粒度添加量为0wt％-10wt％之间，80/100 粒度添加量为10wt％-30wt％之间，100/120粒度添加量为70wt％-95wt％之间，120/140粒度添加量为5wt％-10wt％之间。
进一步的，所述定制尺寸扇形节块碳化硅级配包括70/80粒度添加量为0wt％-10wt％之间，80/100粒度添加量为80wt％-100wt％之间。
本发明另一方面提供一种上述精切割大理石的金刚石切割片的制造方法，其制造方法包括以下工艺流程：混配预合金粉末、设计金刚石和碳化硅粒度级配及浓度、设计刀头尺寸和基体尺寸、设计烧结工艺、设定节块检测合格标准、磨削抛光节块焊接面、设计焊接参数及产品检测。
进一步的，所述预合金粉末包括10wt％-70wt％的HD7701预合金粉末，1wt％-5wt％的CuSnSi预合金粉末，1wt％-5wt％的CuCe粉末，4wt％ -10wt％的FeCu预合金粉末，5wt％-20wt％的Cu单质金属粉末，2wt％- 10wt％的Sn单质金属粉末，0wt％～5wt％的Co单质金属粉末，0wt％～ 5wt％的Ni单质金属粉末。
进一步的，所述烧结工艺包括一个预热段，预热温度为410～460℃之间，预热时长为0.1min～0.8min之间；两个保温保压段，第一段保温保压段温度为560～610℃之间，保温压力为20MPa～25MPa之间，保温时长为0.3min～0.8min之间，第二段保温保压段温度为620～660℃之间，保温压力为20MPa～25MPa之间，保温时长为0.3min～0.8min 之间；两个保温升压段，第一段保温升压段温度为660～700℃之间，保温压力为25MPa～35MPa之间，保温时长为0.3min～0.8min之间，第二段保温升压段温度为660～700℃之间，保温压力为55MPa～75MPa 之间，保温时长为0.3min～0.8min之间；一个保温保压段，保温温度为 660～700℃之间，保温压力为55MPa～75MPa之间，保温时长为0.8min ～1.5min之间；一个降温保压段，温度降至500～620℃之间，降温时长为1min～2min之间，降温压力为55MPa～75MPa之间。
进一步的，本发明采用定制U型深槽基体，深槽设计使得该发明在高速旋转和快速进给时依然能做到排屑快，给水排水冷却全面，造成的震动碰撞噪音大大降低，同时也存在加工简单，焊接对缝更加明易的特点。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：本发明提供的预合金粉末配方具有烧结温度低、烧结效率高的特点，一定程度上可以降低能耗；定制尺寸的扇形节块具有较好的切割连续性，切割石材时不易崩边崩底，同时相邻节块之间的缝隙小于基体排屑槽的槽宽，在降噪容屑及散热方面有极好的适应性；特殊的金刚石及碳化硅浓度、级配，有效的提升的切割片的切割效率，同时使其通用性良好，在应对各种硬度的大理石时均有较好的切割效率和切割效果。
本发明采用全新的保温升压烧结工艺，使物料在模具内反应充分后再将模具压实，这样制得的胎体更加均匀密实，锋利度更高，在切割低硬大理石时行走速度高达7.1m/min，切割中硬大理石时行走速度达5.6m/min，切割高硬大理石时行走速度达3.07m/min，切割效果好，均未出现崩边崩底的现象，通用性很好，具有加工精度高、加工噪音小的特点，在大理石加工领域得到了广泛的应用。
进一步的，所述预合金粉末包括20wt％～50wt％的FeCoCu预合金粉末，20wt％～50wt％的CuSn预合金粉末，0wt％～20wt％的CuSnSi预合金粉末，0wt％～20wt％的CuZn7030预合金粉末，0wt％～10wt％的W单质金属粉末，0wt％～10wt％的Ni单质金属粉末，0wt％～10wt％的Fe单质金属粉末。
进一步的，岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述金刚石粒度级配包括0wt％～20wt％的40/45粒度金刚石颗粒， 0wt％～40wt％的60/70粒度金刚石颗粒，40wt％～90wt％的70/80粒度金刚石颗粒，0wt％～40wt％的80～100粒度金刚石颗粒。
进一步的，岩板切割专用的复合金刚石切割片的制造方法，其特征在于，所述烧结工艺包括三段保温式工艺模式，第一段保温温度为 500℃～650℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第二段保温温度为 700℃～750℃之间，保温时长为0.1min～1min之间；第三段保温温度为 780℃～850℃之间，保温时长为1min～3min之间。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于：本发明提供的复合金刚石切割片具有专用减薄基体是一种四周减薄中间加固的密齿型鱼钩槽降噪金属基体，基体减薄能有效减少切割片在工作中基体与岩板之间的摩擦，基体加固能有效提高切割片在工作中的稳定性，降低内应力造成的不稳定性，密齿型结构使切割片在工作时具有连续性，切割顺畅不打滑，鱼钩槽有很好的降噪容屑及散热功能，能够使工作环境更加舒适。本发明提供的复合金刚石切割片具有根据复合预合金粉胎体配方和特殊金刚石粒度级配制备成的复合金刚石节块即五片式扇形结合节块，复合预合金粉胎体配方具有低温烧结，节能降耗的特点，能提高该切割片工作时的锋利度，对金刚石的把持力很高，对节块的使用寿命有较大的提高。
本发明采用新型预合金属粉配方及金刚石粒度配比、定制烧结工艺、专用结块结构，配合常用红外线桥切机进行切割，切割效率较普通切割片提高了27.8％，解决了岩板切割效率低、切边效果差的问题，大大提高了岩板切割的成材率，节约成本，且具有加工精度高、加工噪音小和通用性强的特点，在硬脆板材加工领域得到广泛的应用。
附图说明
图1为本发明红外桥切机精切割大理石的金刚石切割片的侧面及正面局部简图；
图2为本发明红外桥切机精切割大理石的金刚石切割片的整体展示图。
附图标记为：1-折口；2-宽槽窄缝衔接口；3-U型槽；4-节块；5-基体； 6-工作方向。
将节块4焊接在基体5上，使节块4处于基体5的正中间，这样节块4厚度大于基体5厚度，使折口1突出，这样在切割大理石时基体5 就不会与大理石产生摩擦，同时深U型槽3在切割时具有排水排屑降噪的功能，间距2处节块4的间距小于深U型槽3的间距，使得节块4在切割大理石时具有较好的连续性，切割时不易产生崩边及崩底。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
节块磨料的配制：
取0.32g 60/70粒度的金刚石颗粒，0.32g 70/80粒度的金刚石颗粒， 0.32g 80/100粒度的金刚石颗粒和3.98g 100/120粒度金刚石颗粒，品级均在80以上；取1.66g 80/100粒度碳化硅颗粒加入金刚石颗粒中混合，添加0.1mL石蜡，混合均匀，标为料1。
预合金粉末的配制：
取178.2g 300目HD7701预合金粉末；取6.4g CuCe粉末，其中Ce 的质量分数为10wt％；取23.2g FeCu预合金粉末，其中Fe的质量分数为 60wt％，余量为Cu；取8.17gCuSnSi预合金粉末，其中Si的质量分数为 3wt％，Sn的质量分数为15wt％，余量为Cu；取40.83g Cu单质金属粉末；19.06g Sn单质金属粉末；取5.35g Co单质金属粉末和取7.28gNi 单质金属粉末，将料1加入上述混合粉末中一同混合，混料时间为25min，取出混合料标为料2。
节块刀头的冷压成型：
选择型号为42.5/39.7*3.0*15mm的扇形定制金属模具，将料2装入冷压机料斗中，设置冷压单重为9.85g，，调节冷压压力，使得节块的厚度在2.9mm～2.98mm之间，厚度偏小有利于节块的装模。
节块的装模：
选择型号为42.5/39.7*3.0*10mm的扇形石墨竖压定制模具，将冷压成型的节块放置在竖压模具中，保持模具表面平齐，盖好压头锁紧模框，上压头高出平面约5mm即可。
节块的热压烧结：
将模框放置在自动热压机上，设置烧结工艺，设置工艺路线为 450℃,20KN保温保压30s；30s升温保压至600℃；600℃保温保压30 s，50s升温升压至650℃,20KN；650℃保温保压30s，40s升温保压至690℃；30s保温升压至50KN；30s保温保压；20s保温升压至75KN；70s保温保压；90s降温保压至600℃；启动自动热压机，待节块烧结完成以后，将模框放置自然冷却至常温进行拆解，挑选出节块。
节块的抛磨及筛选：
对节块进行抛磨，将焊接面打磨光滑，用于焊接。选择节块厚度为 2.95mm～3.05mm及质量为9.5～9.8g的合格品，进行密封存储，防止生锈。
切割片基体的定制：
取厚度为2.2mm、直径为340mm、内孔直径为50mm的金属基体，定制U型槽，槽深为20mm，槽宽为3mm，齿数为26齿的切割片基体。
切割片的焊接成型：
将节块放置在自动焊接机的传送带上，固定好金属基体，使节块可以自动传送到基体的节齿上，控制节块与基体的偏差在0.03mm之内，装好焊料及助焊剂，设置焊接参数，启动高频自动焊接机，将节块与基体焊接在一起。
切割片的后处理与检测：
将切割片放置在开刃机上进行开刃，开刃后放置在抛磨机上进行打磨抛光，将基体上的锈渍抛磨干净后，放置在应力检测机上进行检测，检测合格后进行包装。
切割片的使用：
实施例1-低硬大理石：将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，切割长1.95m、厚30mm的低硬的沉香米黄大理石，测试其切割平均进给速率为7.09m/min，没有出现崩边及崩底的现象，噪音较小，切割的沉香米黄大理石边沿外观表现极好。
实施例2-中硬大理石：将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，切割长3.1m、厚30mm的中硬的白玉兰大理石，测试其切割平均进给速率为5.34m/min，没有出现崩边及崩底的现象，切割的白玉兰大理石边沿外观表现极好。
实施例3-中硬大理石：将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，切割长2.0m、厚18mm的中硬的银影灰大理石，测试其切割平均进给速率为5.60m/min，没有出现崩边及崩底的现象，噪音较小，切割的银影灰大理石边沿外观表现极好。
实施例4-高硬大理石：将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，切割长1.2m、厚18mm的高硬的亚马逊绿大理石，测试其切割平均进给速率为3.07m/min，没有出现崩边及崩底的现象，噪音较小，切割的亚马逊绿大理石边沿外观表现极好。
实施例5-高硬大理石：将切割片进行切削开刃，然后安装在红外自动桥切机上，切割长1.0m、厚20mm的高硬的玛莎拉蒂灰大理石，测试其切割平均进给速率为2.6m/min，没有出现崩边及崩底的现象，噪音较小，切割的玛莎拉蒂灰大理石边沿外观表现极好。
需说明，在上文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他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
Claims (6)
1.红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，包括节块与基体，其中，以基体为圆周基准将节块连接于基体上方，其特征在于，所述节块为整体形扇形节块，所述整体形扇形节块配方包括预合金粉末配方与磨料配方，其中，
所述预合金粉末包括10wt％～70wt％的HD7701预合金粉末、1wt％～5wt％的CuSnSi预合金粉末、1wt％～5wt％的CuCe预合金粉末、4wt％～10wt％的FeCu预合金粉末和5wt％～20wt％的Cu单质金属粉末，2wt％～10wt％的Sn单质金属粉末，0wt％～5wt％的Co单质金属粉末，0wt％～5wt％的Ni单质金属粉末；
所述HD7701预合金粉末其金属配比为：Cu粉的质量分数为65wt％～88wt％之间，Sn粉的质量分数在10wt％～25wt％之间，Zn粉的质量分数在5wt％～10wt％之间；
所述CuSnSi预合金粉末为CuSn15Si3预合金粉末；
所述CuCe粉末为CuCe10预合金粉末；
所述FeCu预合金粉末为Fe60Cu40预合金粉末；
所述磨料包括主磨料金刚石及辅助磨料碳化硅。
2.根据权利要求1所述的红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，其特征在于，所述整体形扇形节块采用一次成型工艺，首先进行粉料的冷压成型，然后进行成型料热压烧结的一次成型工艺。
3.根据权利要求2所述的红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，其特征在于，所述的热压烧结工艺包括一个410～460℃的预热段、一个560～610℃的保温保压段、一个620～660℃的保温保压段、二个660～700℃的保温升压段、一个660～700℃的保温保压段及一个降温保压段。
4.根据权利要求1所述的红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，其特征在于，所述主磨料金刚石添加浓度在13wt％～25wt％之间，所述主磨料粒度级配为60/70粒度添加量为0wt％～10wt％之间，70/80粒度添加量为0wt％～10wt％之间，80/100粒度添加量为10wt％～30wt％之间，100/120粒度添加量为70wt％～95wt％之间，120/140粒度添加量为5wt％～10wt％之间，所述辅助磨料碳化硅添加量在0wt％～2wt％之间，所述辅助磨料粒度级配为70/80粒度添加量为0wt％～10wt％之间，80/100粒度添加量为80wt％～100wt％之间。
5.根据权利要求1所述的红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片，其特征在于，金刚石切割片相邻节块之间的缝隙在0 .5～2mm之间，小于相邻基体排屑槽3～4mm的槽宽。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的红外桥切机精切割大理石专用金刚石切割片的制造方法，其特征在于，混配预合金粉末、烧结工艺、金刚石和碳化硅粒度级配及浓度、节块和基体尺寸。
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