本發明涉及金剛石圓鋸片技術領域，尤其涉及一種復合型圓鋸片及其制造方法。

背景技術：

金剛石圓鋸片廣泛應于各種切削加工行業，由于現有的金剛石圓鋸片為鋼制圓鋸片自重大，切削時耗能較多、且噪音大，因此開始出現了復合型圓鋸片，具有重量輕、節能、降噪和使用方便的優點。

現有的復合型圓鋸片由于生產技術不成熟，生產成本高、質量差、堅固程度不夠，且難以制造大規格的復合型圓鋸片，一直不能取代鋼制圓鋸片投入市場。

技術實現要素：

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處，提供一種復合型圓鋸片及其制造方法，從而有效解決現有技術中存在的不足之處。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種復合型圓鋸片，其包括鋸片基體、連接支座和刀頭；

所述鋸片基體為由復合材料制成的盤體；

所述連接支座為環形，連接支座鑲嵌在所述鋸片基體的外圓周上；

所述連接支座由多個弧形基片首尾連接而成；所述弧形基片包括嵌入所述鋸片基體內的嵌入部和伸出所述鋸片基體外的伸出部；

所述刀頭設置在所述伸出部上。

進一步地，在橫截面上，所述鋸片基體包括：中間設置的基礎層，基礎層的兩外側包裹設置的保護層；所述嵌入部嵌裝在所述基礎層內。

其中，所述連接支座由優質耐磨的鋼板制成，或者由回收的鋼鋸片經過檢測、裁剪和銑削加工而成。

進一步地，所述保護層為由熱固性樹脂膠(例如環氧樹脂)制成的膜片，所述熱固性樹脂膠內混合有玻璃纖維和增強型納米材料；

其中，所述玻璃纖維和所述增強型納米材料的混合比例為1∶2；所述玻璃纖維和所述增強型納米材料的合計重量占所述膜片重量的20％。

經實驗證明，上述的保護層的強度提高到5度以及以上，大大提高了圓鋸片的耐磨性能。

進一步地，所述增強型納米材料為納米級瓷粉；納米瓷粉的晶粒、晶界是介于固體與分子之間的具有納米數量級(01-100nm)尺寸的亞穩態的中間物質。

進一步地，所述熱固性樹脂膠內還混合有碳纖維，以質量計，所述碳纖維占所述膜片的8-12％。

進一步地，所述基礎層包括中間設置的金屬板，以及金屬板兩側面進行磷化處理后敷設可與所述保護層相容的聚合物層。

聚合物層為可以和保護層的熱固性樹脂膠相融的膠粘劑，種類以有機膠粘劑中的熱固性樹脂膠粘劑和混合型膠粘劑兩類中的粘度較高且和金屬粘合力強的品種，例如，環氧-酚醛膠、環氧-尼龍膠。

磷化原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化；磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于復合前打底，提高基體金屬的附著力和與環氧樹脂親和能力。

該種基礎層設置多用于直徑大于1.8m的復合型圓鋸片。所述金屬板為300m鋼或等同的金屬薄板。

進一步地，所述基礎層由包括金剛石顆粒、瓷粉和粘合劑的混合材料模壓而成，并且，所述基礎層中還鋪設有玻璃纖維網格布。

以質量計，所述金剛石顆粒、瓷粉和粘合劑的混合比例為3∶1∶6。其中，金剛石顆粒的目數不小于200目，瓷粉的目數不小于800目。

上述基礎層設置可用于直徑不大于1.8m的復合型圓鋸片。

進一步地，所述粘合劑為可與所述保護層相容的聚合物。

在此，聚合物為可以和保護層的熱固性樹脂膠相融的膠粘劑，種類以有機膠粘劑中的熱固性樹脂膠粘劑和混合型膠粘劑兩類中的粘度較高且和金屬粘合力強的品種，例如，環氧-酚醛膠、環氧-尼龍膠。

進一步地，所述嵌入部上設置有用于加強連接的工藝孔或者工藝凹槽。

進一步地，所述嵌入部包括內側沿徑向設置有連接片；所述連接片插入所述鋸片基體內與所述鋸片基體固定連接。

進一步地，所述弧形基片的左、右兩側邊緣分別對應設置有榫卯結構；相鄰的兩個所述弧形基片通過所述榫卯結構連接；多個所述弧形基片首尾連接后形成一個環形的所述連接支座。

本發明結構簡單，連接支座由多個弧形基片依次首尾對接而成，方便加工制作，且制作成本更低，榫卯結構拼接后的金屬支座力學性能與現有的一體成型的精密鑄造件或沖壓件等相當。

進一步地，所述榫卯結構包括相互插接配合的榫槽和榫頭；榫槽和榫頭分別相對設置在所述弧形基片的兩側。

進一步地，所述榫槽和榫頭的橫截面為矩形或者倒梯形。

進一步地，每個所述弧形基片上設置有若干片所述連接片；在所述連接支座的周向上，所述連接片均勻布設。

進一步地，所述伸出部邊緣設置有用于與所述刀頭連接的刀頭連接部。

進一步地，每個所述弧形基片上間隔設置有若干個所述刀頭連接部。

進一步地，所述刀頭連接部為矩形或者梯形連接板塊。

上述復合型圓鋸片的制造方法，其包括如下步驟：

1)預制成型所述保護層和所述基礎層；所述保護層包括設置在基礎層下方的下保護層，設置在基礎層上方的上保護層；

2)在模具內依次放入預制成型的所述下保護層、所述基礎層和所述上保護層；

在所述基礎層的周邊布設所述連接支座，連接支座的嵌入部伸入所述基礎層與所述下保護層、或者基礎層與所述上保護層之間；

所述嵌入部周圍與所述基礎層以及保護層之間的縫隙填充所述混合材料；所述嵌入部上用于加強連接的工藝孔或者工藝凹槽內填充所述熱固性樹脂膠。

3)對模具進行加溫加壓制得成品復合型圓鋸片。

進一步地，步驟3)具體包括：

31)從室溫加熱至模具內物料流動性逐步增加，所述熱固性樹脂膠中烴化并排出部分揮發物，壓力一般為全壓力的1/5；

不同種類的樹脂，加熱溫度稍有不同，以樹脂120度固化為例，此時溫度為60-70攝氏度。

而全壓力值通常為7-8mpa。

32)中間保溫不少于30分鐘，當流出樹脂接近凝膠化并拉長絲時，將溫度升到80攝氏度，加壓加到全值壓力；

33)升溫階段，在15分鐘內將模具溫度加熱到100-120攝氏度，提高所述熱固性樹脂膠的固化程度，此時樹脂反應速率加快；

34)保持模具在溫度80-90攝氏度環境里帶壓靜置至少60分鐘，使得模具內物料繼續固化；

35)樹脂固化率95％以上；冷卻出模，去除復合型圓鋸片的內應力。

進一步地，所述步驟2)中還包括在放入物料前，對模具內部進行除塵除濕除油處理，模具溫度控制在25-35℃，在模具內側噴涂脫模劑。

采用上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

本發明提供的復合型圓鋸片結構簡單，制造成本更低，且在各項力學性能上與現有的同類產品基本相當，更便于推廣和普及。復合型圓鋸片的韋氏硬度可達到92-96hw，同時相當于普通鋸片相比韌性相對增加，在使用過程復合型圓鋸片的使用壽命延長了60％以上，具體而言，由原來的平均3500小時延長到5600小時(石材料需質地均勻，如含有其他雜質的水線過多或水線寬度大于10毫米的石材料在切割過程中水線里的雜質脫離的顆粒可能夾在鋸槽里造成對鋸片復合基體的劃傷，影響使用時間)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例局部剖視結構示意圖；

圖2為本發明實施例圖1中a-a方向剖視結構示意圖；

圖3為本發明實施例弧形基片的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面結合具體的實施方式對本發明做進一步的解釋說明。

如圖1-3所示，本實施例提供的一種復合型圓鋸片，其包括鋸片基體1、連接支座2和刀頭3；

鋸片基體1為由復合材料制成的盤體；

連接支座2為環形，連接支座2鑲嵌在鋸片基體1的外圓周上；

連接支座2由多個弧形基片2a首尾連接而成；弧形基片2a包括嵌入鋸片基體1內的嵌入部2c和伸出鋸片基體1外的伸出部2b；

刀頭3設置在伸出部2b上。

在橫截面上，鋸片基體1包括：中間設置的基礎層1c，基礎層1c的兩外側包裹設置的保護層；嵌入部2c嵌裝在基礎層1c內。

其中，連接支座2由優質耐磨的鋼板制成，或者由回收的鋼鋸片經過檢測、裁剪和銑削加工而成。

保護層為由熱固性樹脂膠(例如環氧樹脂)制成的膜片，熱固性樹脂膠內混合有玻璃纖維和增強型納米材料；

其中，玻璃纖維和增強型納米材料的混合比例為1∶2；玻璃纖維和增強型納米材料的合計重量占膜片重量的20％。

經實驗證明，上述的保護層的強度提高到5度以及以上，大大提高了圓鋸片的耐磨性能。

增強型納米材料為納米級瓷粉；納米瓷粉的晶粒、晶界是介于固體與分子之間的具有納米數量級(01-100nm)尺寸的亞穩態的中間物質。

熱固性樹脂膠內還混合有碳纖維，以質量計，碳纖維占膜片的10％。

基礎層1c包括中間設置的金屬板，以及金屬板兩側面進行磷化處理后敷設可與保護層相容的聚合物層。

聚合物層為可以和保護層的熱固性樹脂膠相融的膠粘劑，種類以有機膠粘劑中的熱固性樹脂膠粘劑和混合型膠粘劑兩類中的粘度較高且和金屬粘合力強的品種，例如，環氧-酚醛膠、環氧-尼龍膠。

磷化原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化；磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于復合前打底，提高基體金屬的附著力和與環氧樹脂親和能力。

該種基礎層1c設置多用于直徑大于1.8m的復合型圓鋸片。金屬板為300m鋼或等同的金屬薄板。

基礎層1c由包括金剛石顆粒、瓷粉和粘合劑的混合材料模壓而成，并且，基礎層1c中還鋪設有玻璃纖維網格布。

以質量計，金剛石顆粒、瓷粉和粘合劑的混合比例為3∶1∶6。其中，金剛石顆粒的目數不小于200目，瓷粉的目數不小于800目。

上述基礎層1c設置可用于直徑不大于1.8m的復合型圓鋸片。

粘合劑為可與保護層相容的聚合物。

在此，聚合物為可以和保護層的熱固性樹脂膠相融的膠粘劑，種類以有機膠粘劑中的熱固性樹脂膠粘劑和混合型膠粘劑兩類中的粘度較高且和金屬粘合力強的品種，例如，環氧-酚醛膠、環氧-尼龍膠。

嵌入部2c上設置有用于加強連接的工藝孔或者工藝凹槽。

嵌入部2c包括內側沿徑向設置有連接片；連接片插入鋸片基體1內與鋸片基體1固定連接。

弧形基片2a的左、右兩側邊緣分別對應設置有榫卯結構；相鄰的兩個弧形基片2a通過榫卯結構連接；多個弧形基片2a首尾連接后形成一個環形的連接支座2。

本發明結構簡單，連接支座2由多個弧形基片2a依次首尾對接而成，方便加工制作，且制作成本更低，榫卯結構拼接后的金屬支座力學性能與現有的一體成型的精密鑄造件或沖壓件等相當。

榫卯結構包括相互插接配合的榫槽和榫頭；榫槽和榫頭分別相對設置在弧形基片2a的兩側。

榫槽和榫頭的橫截面為矩形或者倒梯形。

每個弧形基片2a上設置有若干片連接片；在連接支座2的周向上，連接片均勻布設。

伸出部2b邊緣設置有用于與刀頭3連接的刀頭3連接部。

每個弧形基片2a上間隔設置有若干個刀頭3連接部。

刀頭3連接部為矩形或者梯形連接板塊。

本實施例還公開了上述復合型圓鋸片的制造方法，其包括如下步驟：

1)預制成型保護層和基礎層1c；保護層包括設置在基礎層1c下方的下保護層1b，設置在基礎層1c上方的上保護層1a；

2)在模具內依次放入預制成型的下保護層1b、基礎層1c和上保護層1a；

在基礎層1c的周邊布設連接支座2，連接支座2的嵌入部2c伸入基礎層1c與下保護層1b、或者基礎層1c與上保護層1a之間；

嵌入部2c周圍與基礎層1c以及保護層之間的縫隙填充混合材料；嵌入部2c上用于加強連接的工藝孔或者工藝凹槽內填充熱固性樹脂膠。

3)對模具進行加溫加壓制得成品復合型圓鋸片。

步驟3)具體包括：

31)從室溫加熱至模具內物料流動性逐步增加，熱固性樹脂膠中烴化并排出部分揮發物，壓力一般為全壓力的1/5；

不同種類的樹脂，加熱溫度稍有不同，以樹脂120度固化為例，此時溫度為60-70攝氏度。

而全壓力值通常為7-8mpa。

32)中間保溫不少于30分鐘，(通常保溫時間根據固化劑性能掌控，為了減少基體變形的幾率，一般要求不少于30分鐘)，當流出樹脂接近凝膠化并拉長絲時，將溫度升到80攝氏度，加壓加到全值壓力；

33)升溫階段，在15分鐘內將模具溫度加熱到100-120攝氏度，提高熱固性樹脂膠的固化程度，此時樹脂反應速率加快；

34)保持模具在溫度80-90攝氏度環境里帶壓靜置至少60分鐘，使得模具內物料繼續固化；

35)樹脂固化率95％以上；冷卻出模，去除復合型圓鋸片的內應力。

步驟2)中還包括在放入物料前，對模具內部進行除塵除濕除油處理，模具溫度控制在25-35℃，在模具內側噴涂脫模劑。

采用上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

本發明提供的復合型圓鋸片結構簡單，制造成本更低，且在各項力學性能上與現有的同類產品基本相當，更便于推廣和普及。復合型圓鋸片的韋氏硬度可達到92-96hw，同時相當于普通鋸片相比韌性相對增加，在使用過程復合型圓鋸片的使用壽命延長了60％以上，具體而言，由原來的平均3500小時延長到5600小時(石材料需質地均勻，如含有其他雜質的水線過多或水線寬度大于10毫米的石材料在切割過程中水線里的雜質脫離的顆粒可能夾在鋸槽里造成對鋸片復合基體的劃傷，影響使用時間)。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。