專利名稱:鎢銅基金剛石刀頭、圓鋸片及其制備方法
技術領域:
本發明涉及金剛石圓鋸片,特別是一種可用于干切加工厚度大于30mm的硬花崗巖的鎢銅基金剛石刀頭、圓鋸片及其制備方法。
背景技術:
環保已經成為全世界的主題,為了避免切削液對環境的污染,干切加工替代濕切加工已成為金剛石工具的首選;同時,我國的勞動力成本正逐年上升,對于金剛石工具,尤其小規格鋸片而言,效率正超越壽命作為首要選擇。對于硬度較大的石料,比如花崗巖,它是一種巖衆在地表以下凝卻形成的火成巖,主要成分是長石和石英,是一種廣泛分布的巖石,世界上有許多國家都有出產花崗巖,中國9%的土地(約80多萬平方公里)都是花崗巖巖體,花崗巖不易風化,顏色美觀,外觀色澤可 保持百年以上,由于其硬度高、耐磨損,被廣泛用于高級建筑裝飾工程、大廳地面,同時還是露天雕刻的首選之材,但花崗巖質地堅硬致密、強度高、耐磨損,加工難度很大。在現有技術中,大多數金剛石圓鋸片特別是直徑小于等于230mm的小規格鋸片(包括鈷基配方)干切硬石料,尤其是厚度大于30_的硬花崗巖時,都有一個共同的弱點,即連續切割較少刀后,切速逐漸變慢,直至難以切割,需二次開刃,極大地影響加工效率。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種鎢銅基金剛石刀頭。本發明的另一目的在于提供一種鎢銅基金剛石圓鋸片,其包含上述刀頭,其可干切硬度較大的石料,特別適用于快速持續干切加工厚度大于30_的硬花崗巖。本發明的另一目的在于提供上述鎢銅基金剛石圓鋸片的制備方法。本發明提供的鎢銅基金剛石刀頭,按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉25-40%,銅錫合金粉20-30%,羰基鎳粉15-25%,銀粉3_8%,鐵粉10_25%,液體石蠟
0.5-1. 0%,金剛石1-1. 5%。優選地,所述超細鎢銅合金粉按質量百分比含鎢75%、含銅25%,而且費氏粒度不大于3 ii m。優選地,所述銅錫合金粉按質量百分比含銅80%、含錫20%。本發明提供的鎢銅基金剛石圓鋸片,由鋼基體和刀頭組成,所述刀頭為上述鎢銅基金剛石刀頭。本發明提供的上述鎢銅基金剛石圓鋸片的制備方法,包括如下操作步驟步驟一,混料先按上述重量百分比將超細鎢銅合金粉、銅錫合金粉、羰基鎳粉、銀粉、鐵粉混合均勻,然后再按上述重量百分比加入金剛石、液體石蠟繼續混合均勻;步驟二,冷壓成型將步驟一混好的原料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內,經壓機壓制,脫模,制得冷壓毛坯;步驟三,熱壓燒結將所述冷壓毛坯裝入燒結模具,在燒結爐中進行加壓燒結后冷卻出爐制得圓鋸片半成品;步驟四,平片;步驟五,開刃;步驟六,剖光;步驟七,噴漆,最終制得鎢銅基金剛石圓鋸片成品。本發明與現有技術相比具有如下優點在常用的金剛石鋸片的刀頭配方原料鐵、銅、鎳、錫的基礎上加入超細鎢銅合金粉和銀粉。加入超細鎢銅合金粉主要是利用鎢 粉高溫易磨損的特點,以減小胎體的耐磨性,費氏粒度可有效降低鎢粉的燒結溫度,鎢與銅結合可降低超細鎢粉的活性,利于超細粉末的包裝、運輸及生產應用。加入銀粉主要是因為銀是導熱性最好的金屬,可有效提高胎體的散熱效果,減小干切對金剛石的熱損傷;同時銀是低熔點金屬,可代替部分錫粉用于降低胎體燒結溫度,減少錫的用量,因為錫的導熱系數較低,容易引起金剛石的熱損傷。同時加入銀粉和超細鎢銅合金粉,可在有效減少金剛石熱損傷的基礎上,減小胎體的耐磨性,提聞銀片的金剛石出刃聞度,解決現有技術干切加工金剛石不易出刃的問題,實現胎體與金剛石的同步磨損,實現鋸片的快速持續干切加工。本發明的鎢銅基金剛石圓鋸片通常裝配在手持鋸上用于干切加工硬花崗巖板材,特別是對厚度大于30mm的硬花崗巖可實現快速持續干切加工,解決了普通鋸片連續干切切速逐漸變慢的問題。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進行詳細說明。本發明提供的鎢銅基金剛石刀頭,按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉25-40%,銅錫合金粉20-30%,羰基鎳粉15-25%,銀粉3_8%,鐵粉10_25%,液體石蠟
0.5-1. 0%,金剛石1-1. 5%。其中,所述超細鎢銅合金粉按質量百分比含鎢75%、含銅25%,而且費氏粒度^ 3um ;所述銅錫合金粉按質量百分比含銅80%、含錫20%。作為本發明的一種優選方式,所述刀頭按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉32-38%,銅錫合金粉23-27%,羰基鎳粉18_23%,銀粉5_7%,鐵粉10_20%,液體石蠟:0. 5-0. 8%,金剛石1-1. 2%。作為本發明的最優選方式,所述刀頭按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉33. 1%,銅錫合金粉25%,羰基鎳粉20%,銀粉5%,鐵粉15%,液體石蠟0. 7%,金剛石I. 2%o本發明提供的一種鎢銅基金剛石圓鋸片,由鋼基體和上述鎢銅基金剛石刀頭組成,鋼基體和刀頭一體冷壓成型。優選地,所述鶴銅基金剛石圓鋸片的直徑< 230mm,比如230mm、180mm、125mm、105mm等,優選直徑為125_180mm。本發明提供的上述鎢銅基金剛石圓鋸片的制備方法,包括如下操作步驟步驟一,混料先按上述重量百分比將超細鎢銅合金粉、銅錫合金粉、羰基鎳粉、銀粉、鐵粉放入混料桶中混合均勻,然后再按上述重量百分比加入金剛石、液體石蠟繼續混合均勻,優選地,混料總時間為3-4h ;
步驟二,冷壓成型將步驟一混好的原料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有鋼基體的壓制模腔內,經壓機壓制,脫模,制得冷壓毛坯,優選地,壓制壓強為200-300MPa,壓制時間為2-3min ;步驟三,熱壓燒結將所述冷壓毛坯裝入燒結模具,在燒結爐中進行加壓燒結,優選地,燒結溫度為800-830°C,壓力為25-30MPa,燒結時間為3. 5-4. 0h,冷卻出爐制得圓鋸片半成品;步驟四,先對制得圓鋸片半成品進行檢驗,比如鋸片尺寸、刀頭硬度等;然后平片,即對因應力產生變形的鋼基體進行校平處理;步驟五,開刃;步驟六,剖光,即去除鋼基體表面的氧化皮,為噴漆做準備;
步驟七,噴漆,即對鋸片表面進行的防銹處理;最終制得鎢銅基金剛石圓鋸片成品。實施例I取超細鎢銅合金粉3. 31kg,銅錫合金粉2. 5kg,羰基鎳粉2. Okg,銀粉0. 5kg,鐵粉
1.5kg,放入混料桶中,混合2小時后,加入液體石臘0. 07kg,金剛石0. 12kg,繼續混合2小時。將混勻的粉料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有鋼基體的壓制模腔內,在260MPa的壓強下經壓機壓制3min,制得冷壓毛坯。將冷壓毛坯放入燒結爐中,在燒結溫度820°C,壓強25MPa下進行燒結,燒結時間為4h,冷卻出爐制得金剛石圓鋸片半成品,檢驗刀頭硬度為HRB90-100。半成品經平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。實施例2取超細鎢銅合金粉2. 7kg,銅錫合金粉2. 8kg,羰基鎳粉I. 75kg,銀粉0. 3kg,鐵粉
2.3kg,放入混料桶中,混合2小時后,加入液體石臘0. 05kg,金剛石0. Ikg,繼續混合2小時。將混勻的粉料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內,在200MPa的壓強下經壓機壓制2min,制得冷壓毛坯。將毛坯放入燒結爐中,在燒結溫度815°C,壓強25MPa下進行燒結,燒結時間為3. 5h,冷卻出爐制得金剛石鋸片半成品,檢驗刀頭硬度為HRB90-100。半成品經平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。實施例3取超細鎢銅合金粉3. 8kg,銅錫合金粉2. Okg,羰基鎳粉2. 25kg,銀粉0. 7kg,鐵粉I. Okg,放入混料桶中,混合2小時后,加入液體石臘0. Ikg,金剛石0. 15kg,繼續混合2小時。將混勻的粉料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內,在300MPa的壓強下經壓機壓制3min,制得冷壓毛坯。將毛坯放入燒結爐中,在燒結溫度830°C,壓強30MPa下進行燒結,燒結時間為4h,冷卻出爐制得金剛石鋸片半成品,檢驗刀頭硬度為HRB90-100。半成品經平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。以下是采用實施例1-3的方法制得的不同直徑的圓鋸片對豐鎮黑花崗巖進行干切加工時的切割性能,結果見表I。另外,表I中不同直徑的圓鋸片均可以表中的切速持續切割直至刀頭耗盡。表I本發明圓鋸片的切割性能
權利要求
1.一種鎢銅基金剛石刀頭,其特征在于,按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉25-40%,銅錫合金粉20-30%,羰基鎳粉15-25%,銀粉3_8%,鐵粉10_25%,液體石蠟0. 5-1. 0%,金剛石1-1. 5%。
2.根據權利要求I所述的鎢銅基金剛石刀頭,其特征在于,所述超細鎢銅合金粉按質量百分比含鎢75%、含銅25%,而且費氏粒度不大于3 μ m。
3.根據權利要求I所述的鎢銅基金剛石刀頭,其特征在于,所述銅錫合金粉按重量百分比含銅80%、含錫20%。
4.根據權利要求I所述的鎢銅基金剛石刀頭,其特征在于,所述鎢銅基金剛石刀頭按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉32-38%,銅錫合金粉23-27%,羰基鎳粉18-23%,銀粉5-7%,鐵粉10-20%,液體石蠟0. 5-0. 8%,金剛石:トI. 2%。
5.根據權利要求4所述的鎢銅基金剛石刀頭,其特征在于,所述鎢銅基金剛石刀頭按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉33. 1%,銅錫合金粉25%,羰基鎳粉20%,銀粉5%,鐵粉15%,液體石蠟0. 7%,金剛石1. 2%。
6.一種鎢銅基金剛石圓鋸片,由鋼基體和刀頭組成,其特征在于,所述刀頭為權利要求I 5之任一所述的鎢銅基金剛石刀頭。
7.根據權利要求6所述鎢銅基金剛石圓鋸片,其特征在于,所述圓鋸片的直徑≤ 230mm。
8.權利要求6或7所述的鎢銅基金剛石圓鋸片的制備方法,其特征在于,包括如下操作步驟 步驟一,混料先按上述重量百分比將超細鎢銅合金粉、銅錫合金粉、羰基鎳粉、銀粉、鉄粉混合均勻,然后再按上述重量百分比加入金剛石、液體石蠟繼續混合均勻; 步驟ニ,冷壓成型將步驟一混好的原料按預先設定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內,經壓機壓制,脫模,制得冷壓毛坯; 步驟三,熱壓燒結將所述冷壓毛坯裝入燒結模具,在燒結爐中進行加壓燒結后冷卻出爐制得圓鋸片半成品; 步驟四,平片; 步驟五,開刃; 步驟六,剖光; 步驟七,噴漆,最終制得鎢銅基金剛石圓鋸片成品。
9.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述混料總時間為3-4h;所述壓機壓制時的壓強為200-300MPa,壓制時間為2_3min。
10.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述加壓燒結時的溫度為800-830°C,壓カ為 25-30MPa,燒結時間為 3. 5-4. Oh。
全文摘要
本發明提供了一種屬于金剛石圓鋸片領域的鎢銅基金剛石刀頭,該刀頭按重量百分比由以下原料制成超細鎢銅合金粉25-40%,銅錫合金粉20-30%,羰基鎳粉15-25%,銀粉3-8%,鐵粉10-25%,液體石蠟0.5-1.0%,金剛石1-1.5%。本發明還提供了含有上述刀頭的金剛石圓鋸片及其制備方法。本發明的金剛石圓鋸片解決了現有技術干切加工金剛石不易出刃的問題,實現了胎體與金剛石的同步磨損,實現了鋸片的快速持續干切加工,可干切硬度較大的石料,特別適用于快速持續干切加工厚度大于30mm的硬花崗巖。
文檔編號C22C26/00GK102672824SQ201210181519
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者劉一波, 劉琨, 楊志威, 趙剛, 陳哲 申請人:北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司, 安泰科技股份有限公司