CN116441633A - 一种超细钎焊金刚石绳锯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，包括以下步骤：S1.制作钢丝绳，S2.制作串珠：S21.毛细管预处理，S22.配制钎焊料浆，S23.金刚石布料：将S21预处理后的金属毛细管的外表面等间距的遮挡/隔离，并对金属毛细管的外露区域外表面涂刷或喷涂的钎焊料浆，然后在附有钎焊料浆而未干的金属毛细管外表面上均匀撒布金刚石细粉，使金刚石均布在金属毛细管外表面上；S24.脱脂烧结，S25.将烧结后的金属毛细管在钎焊端部的5～8mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为0.5～2.5mm的串珠；S3.金刚石绳锯制作。该超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其金刚石固结力高，切割寿命长，切锋窄，且有效避免了烧结过程中高温对金刚石绳锯中金属丝的损伤及基体变形的现象。

Description

一种超细钎焊金刚石绳锯及其制备方法

技术领域

本发明涉及金刚石工具制造领域，尤其是涉及一种超细钎焊金刚石绳锯及其制备方法。

背景技术

近十余年来，金刚石线锯因切缝窄、线速度高、工件表面切割质量好等优点，在切割多晶硅、名贵市场及其他硬脆石材时具有天然的优势。线锯一般采用树脂和电镀的方式固结磨料，如：CN108327093A公开的石材切割用环形串珠金刚绳及其制造方法，工艺步骤：步骤一、将多根金属丝通过绞合形成金属基线；步骤二、批量制造多个不锈钢毛细管，在毛细管表面通过电镀形成金刚石磨粒层；步骤三、……使金属基线依次穿过进线通道上多个毛细管，将上模与下模进行合模，使毛细管与金属基线挤压固定……；该超细金刚绳的金刚石磨粒通过电镀固定在毛细管表面上，存在金刚石容易脱落的不足。

为解决线锯切割过程中的磨粒脱落的问题，国内外学者，对固结磨料线锯的制备工艺及切割性能展开了广泛的研究。利用钎焊冶熔方式固结金刚石，增强金刚石的把持力，以提升线锯的工作寿命和工件切割质量。然而，采用钎焊工艺加工金刚石绳锯时，由于烧结温度偏高，金属丝的性能或多或少受到影响，导致其基体变形，使其力学强度和耐疲劳性能降低，在反复的切割过程中出现断绳。

为解决以上行业痛点，须保留线锯切割优势，同时保留钎焊线锯的长处，本案提供一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可发挥钎焊金刚石绳锯固结力高、寿命长且串珠不因加热受损的超细钎焊金刚石绳锯及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，包括以下步骤：

S1.制作钢丝绳：选取直径为0.3～1mm的钢丝绳(优选1×7～10单股钢丝)用于固定串珠，并进行去油处理；

S2.制作串珠：

S21.毛细管预处理：选取外径0.5-2mm、内孔0.3-1.5mm的金属毛细管，并将金属毛细管去油、表面粗化以及清洁处理；

S22.配制钎焊料浆：将含钛材质的合金粉末与粘结剂一同搅拌混合得到钎焊料浆，其中，粘结剂含量为10％-25％(wt)；

S23.金刚石布料：将S21预处理后的金属毛细管的外表面等间距的遮挡/隔离，并对金属毛细管的外露区域外表面涂刷或喷涂的钎焊料浆，然后在附有钎焊料浆而未干的金属毛细管外表面上均匀撒布金刚石细粉，使金刚石均布在金属毛细管外表面上；

S24.脱脂烧结：将S23上料后的金属毛细管转入炉内并直立放置进行脱脂与烧结；

S25.将烧结后的金属毛细管在钎焊端部的5～8mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为0.5～2.5mm的串珠；

S3.金刚石绳锯：将S2制成的串珠套入S1处理好的钢丝绳内，再将钢丝绳首尾编连成环形，然后按节距长度在钢丝绳上等间距点上胶水，再逐个将串珠套设在胶水部位，并加热使串珠和钢丝绳粘结固定，得到金刚石绳锯。

优选，钢丝绳的直径为0.3～0.45mm，金属毛细管的外径为0.4-0.6mm、内孔为0.3-0.5mm，串珠的直径为0.5～1mm。

在某一示范实施例中，金属毛细管选用钨、钼、钽、铌、不锈钢材质加工而成。

S22中，所述含钛材质的合金粉末为铜锡钛或银铜钛合金粉末。

S23金刚石布料采用专门的布料装置，所述布料装置包括滚动支架、遮挡套、料浆储罐、喷涂管、金刚石细粉储罐和撒料斗，所述滚动支架上设有至少一个带动金属毛细管旋转的旋转机构，所述遮挡套可拆卸地套设在金属毛细管上，所述料浆储罐下端连接有喷涂管，所述金刚石细粉储罐底部设有撒料斗，所述喷涂管的出口位于金属毛细管的正上方。

所述旋转机构包括对称设置在滚动支架两端上的驱动电机、输出轴、旋转夹头，2个驱动电机的输出轴的轴心线的延长线重合，驱动电机的输出轴的轴端设有用于夹持金属毛细管端部并带动金属毛细管旋转的夹头。所述滚动支架还设有粉末回收桶和料浆回收桶，所述粉末回收桶和料浆回收桶分别位于撒料斗、喷涂管的正下方。

S23所述金刚石布料还包括都布料后的粘结有金刚石的金属毛细管进行烘烤。

S24中，当含钛材质的合金粉末为铜锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度880-910℃；当含钛材质的合金粉末为银锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度810-830℃。

金刚石细粉的粒度为120#～180#。

一种超细钎焊金刚石绳锯，采用上述的超细钎焊金刚石绳锯的制备方法制成。

本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法的有益效果：

该超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，将细线径的钢丝绳与金属毛细管结合，可制备直径为0.2-2.5mm超细钎焊金刚石绳锯，相对常规直径为4～8mm的钎焊金刚石绳锯，高效保留了绳锯切锋窄的优势，且相对现有技术中采用电镀制备的金刚绳，本发明的超细钎焊金刚石绳锯其金刚石固结力高，切割寿命长，有效地解决了现有超细金刚石绳锯其金刚石易脱落的难题，且为超细金刚石绳锯的制备工艺提供了新方向。

本发明超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，通过将布料后的金属毛细管直立放置进行脱脂烧结，有效避免了烧结过程中高温对金刚石绳锯中金属丝的损伤及基体变形的现象。

该方法通过将烧结后的金属毛细管自钎焊端部的5～8mm处切割，利用未涂覆金刚石颗粒的金属毛细管对后续的钢丝绳表面进行保护，省略了现有金刚石绳锯在相邻金刚石颗粒之间的钢丝绳进行注塑保护的工序，提高了生产效率，缩短了加工周期。

本发明超细钎焊金刚石绳锯的制备方法采用专门的布料装置，提高了金属毛细管上涂覆金刚石的加工效率。

附图说明

图1—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法的流程图；

图2—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法中S24步骤处理后的带金刚石磨粒的金属毛细管的结构图；

图3—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法中S25步骤处理得到的单个串珠的结构图；

图4—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法步骤S3中串珠套入的钢丝绳内的结构图。

图5—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法制成的金刚石绳锯的结构图；

图6—为本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法用的布料装置的结构图。

图中：1、胎体层，2、金刚石，3、金属毛细管，4、钢丝绳，5、旋转机构，501、旋转夹头，502、输出轴，503、驱动电机，6、遮挡套，7、金刚石细粉储罐，8、撒料斗，9、料浆储罐，10、喷涂管，11、粉末回收桶，12、料浆回收桶，13、滚动支架。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1～6，本实施例的一种超细钎焊金刚石2绳锯的制备方法，包括以下步骤：

S1.制作钢丝绳4：选取线径为0.3mm的1×7单股钢丝用于固定串珠，并进行去油处理；

S2.制作串珠：

S21.毛细管预处理：选取外径0.5mm、内孔0.4mm的金属毛细管3，并将金属毛细管3去油、表面粗化以及清洁处理；

S22.配制钎焊料浆：将含钛材质的合金粉末与粘结剂一同搅拌混合得到钎焊料浆，其中，粘结剂含量为20％(wt)；

S23.金刚石2布料：将S21预处理后的金属毛细管3的外表面等间距的遮挡/隔离，并对金属毛细管3的外露区域外表面涂刷或喷涂的钎焊料浆，然后在附有钎焊料浆而未干的金属毛细管3外表面上均匀撒布金刚石2细粉，使金刚石2均布在金属毛细管3外表面上；

S24.脱脂烧结：将S23上料后的金属毛细管3转入炉内并直立放置进行脱脂与烧结；

S25.金属毛细管分切成串珠：将烧结后的金属毛细管3在钎焊端部的8mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为0.8mm的串珠；

S3.金刚石2绳锯成型：将S2制成的串珠套入S1处理好的钢丝绳4内，再将钢丝绳4首尾编连成环形，然后按节距长度在钢丝绳4上等间距点上胶水，再逐个将串珠套设在胶水部位，并加热使串珠和钢丝绳4粘结固定，得到金刚石2绳锯。

在某一示范实施例中，金属毛细管3选用钨、钼、钽、铌、不锈钢材质加工而成。

S22中，所述含钛材质的合金粉末为铜锡钛合金粉末。

S23金刚石2布料采用专门的布料装置，所述布料装置包括滚动支架13、遮挡套6、料浆储罐9、喷涂管10、金刚石2细粉储罐7和撒料斗8，所述滚动支架13上设有至少一个带动金属毛细管3旋转的旋转机构5，所述遮挡套6可拆卸地套设在金属毛细管3上，所述料浆储罐9下端连接有喷涂管10，所述金刚石2细粉储罐7底部设有撒料斗8，所述喷涂管10的出口位于金属毛细管3的正上方。

所述旋转机构5包括对称设置在滚动支架13两端上的驱动电机503、输出轴502、旋转夹头501，2个驱动电机503的输出轴502的轴心线的延长线重合，驱动电机503的输出轴502的轴端设有用于夹持金属毛细管3端部并带动金属毛细管3旋转的夹头。所述滚动支架13还设有粉末回收桶11和料浆回收桶12，所述粉末回收桶11和料浆回收桶12分别位于撒料斗8、喷涂管10的正下方。

S23所述金刚石2布料还包括都布料后的粘结有金刚石2的金属毛细管3进行烘烤。

S24中，当含钛材质的合金粉末为铜锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度880-910℃。

金刚石2细粉的粒度为120#～160#。

实施例2

参照图1～6，一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，与实施例1相比，存在一下不同：

S1.制作钢丝绳：选取线径为0.5mm的1×7单股钢丝用于固定串珠，并进行去油处理；

S2.制作串珠：

S21.毛细管预处理：选取外径0.8mm、内孔0.6mm的金属毛细管，并将金属毛细管去油、表面粗化以及清洁处理；

S22.配制钎焊料浆：将含钛材质的合金粉末与粘结剂一同搅拌混合得到钎焊料浆，其中，粘结剂含量为25％(wt)；

S22中，所述含钛材质的合金粉末为银铜钛合金粉末。

S24中，当含钛材质的合金粉末为银锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度810-830℃。

S25.将烧结后的金属毛细管在钎焊端部的6mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为1.0mm的串珠。

实施例3

参照图1～6，一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，与实施例1相比，存在一下不同：

S1.制作钢丝绳：选取线径为1.0mm的1×7单股钢丝用于固定串珠，并进行去油处理；

S2.制作串珠：

S21.毛细管预处理：选取外径1.2mm、内孔1.0mm的金属毛细管，并将金属毛细管去油、表面粗化以及清洁处理；

S22.配制钎焊料浆：将含钛材质的合金粉末与粘结剂一同搅拌混合得到钎焊料浆，其中，粘结剂含量为18％(wt)；

S25.将烧结后的金属毛细管在钎焊端部的5mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为1.35mm的串珠。

申请人对实施例1～3一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法制备的超细钎焊金刚石绳锯用于石材组锯切割机床上，用于加工石材，其切割效果如下表1所示。

本发明一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，可以根据切割材料的不同以及切割所需的精度不同，所述钢丝绳的直径还可以选择为0.6mm/0.8mm，金属相应地，选择毛细管的外径为1.0/1.2mm、内孔为0.7/1.0mm，串珠的直径为1.2mm/1.5mm；以上技术特征的改变，本领域的技术人员通过文字描述可以理解并实施，故不再另作附图加以说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制作钢丝绳(4)：选取直径为0.3～1mm的钢丝绳(4)用于固定串珠，并进行去油处理；

S2.制作串珠：

S21.毛细管预处理：选取外径0.5-2mm、内孔0.3-1.5mm的金属毛细管(3)，并将金属毛细管(3)去油、表面粗化以及清洁处理；

S22.配制钎焊料浆；

S23.金刚石(2)布料：将S21预处理后的金属毛细管(3)的外表面等间距的遮挡/隔离，并对金属毛细管(3)的外露区域外表面涂刷或喷涂的钎焊料浆，然后在附有钎焊料浆而未干的金属毛细管(3)外表面上均匀撒布金刚石(2)细粉，使金刚石(2)均布在金属毛细管(3)外表面上；

S24.脱脂烧结：将S23上料后的金属毛细管(3)转入炉内并直立放置进行脱脂与烧结；

S25.将烧结后的金属毛细管(3)在钎焊端部的5～8mm处切割成均等长度，并使钎焊层位于切割断轴向中间，得到直径为0.5～2.5mm的串珠；

S3.金刚石绳锯：将S2制成的串珠套入S1处理好的钢丝绳(4)内，再将钢丝绳(4)首尾编连成环形，然后按节距长度在钢丝绳(4)上等间距点上胶水，再逐个将串珠套设在胶水部位，并加热使串珠和钢丝绳(4)粘结固定，得到金刚石绳锯。

2.如权利要求1所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，S22.配制钎焊料浆的具体操作为：将含钛材质的合金粉末与粘结剂一同搅拌混合得到钎焊料浆，其中，粘结剂含量为10％-25％(wt)。

3.如权利要求1或2所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，所述金属毛细管(3)采用钨、钼、钽、铌、不锈钢材质加工而成。

4.如权利要求1或2所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，S22中，所述含钛材质的合金粉末为铜锡钛或银铜钛合金粉末。

5.如权利要求1或2所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，S23金刚石(2)布料采用专门的布料装置，所述布料装置包括滚动支架(13)、遮挡套(6)、料浆储罐(9)、喷涂管(10)、金刚石(2)细粉储罐(7)和撒料斗(8)，所述滚动支架(13)上设有至少一个带动金属毛细管(3)旋转的旋转机构(5)，所述遮挡套(6)可拆卸地套设在金属毛细管(3)上，所述料浆储罐(9)下端连接有喷涂管(10)，所述金刚石(2)细粉储罐(7)底部设有撒料斗(8)，所述喷涂管(10)的出口位于金属毛细管(3)的正上方。

6.如权利要求5所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，所述旋转机构(5)包括对称设置在滚动支架(13)两端上的驱动电机(503)、输出轴(502)、旋转夹头(501)，2个驱动电机(503)的输出轴(502)的轴心线的延长线重合，驱动电机(503)的输出轴(502)的轴端设有用于夹持金属毛细管(3)端部并带动金属毛细管(3)旋转的夹头。所述滚动支架(13)还设有粉末回收桶(11)和料浆回收桶(12)，所述粉末回收桶(11)和料浆回收桶(12)分别位于撒料斗(8)、喷涂管(10)的正下方。

7.如权利要求5所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，S23所述金刚石(2)布料还包括都布料后的粘结有金刚石(2)的金属毛细管(3)进行烘烤。

8.如权利要求1或2所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，S24中，当含钛材质的合金粉末为铜锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度880-910℃；当含钛材质的合金粉末为银锡钛合金粉末时，烧结阶段真空度低于0.01帕，温度810-830℃。

9.如权利要求1或2所述超细钎焊金刚石绳锯的制备方法，其特征在于，金刚石(2)细粉的粒度为120#～180#。

10.一种超细钎焊金刚石绳锯，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的超细钎焊金刚石绳锯的制备方法制成。