本實用新型涉及超硬磨料切割工具，具體涉及一種超硬磨料帶鋸。

背景技術：

目前超硬磨料帶鋸是利用一定的技術將超硬磨料如金剛石、CBN、PCD(聚晶金剛石)等固著于帶鋸基體邊緣，形成鋒利的切口。然后再將帶鋸條置于切割機上進行切割。目前常用的超硬磨料為人造金剛石。金剛石帶鋸目前主要通過電鍍的工藝制作。其制備原理是在帶鋸基體邊緣沉積金屬鎳將金剛石顆粒包埋制備而成。

現有超薄金剛石帶鋸基體的厚度已達到幾十微米到幾百微米。超薄金剛石帶鋸為延長帶鋸使用壽命都采用多層切削刃制備技術(即基體上切削刃包含了2層以上金剛石鍍層，如圖1所示)，然而多層切削刃極大的削弱了超薄帶鋸基體的優越性，以WINTER公司超薄金剛石帶鋸為例，超薄帶鋸基本厚度為0.15-0.2mm，制備成金剛石帶鋸后，金剛石帶鋸切削刃的厚度達到了0.7mm，為母材厚度的3.5倍，其母材超薄的優越性根本無法得到發揮。因此，基體厚度為0.2mm的帶鋸因多層技術的使用，切縫在0.7-0.8mm之間，極大地限制了超薄金剛石帶鋸的使用范圍。隨著超薄帶鋸使用范圍的拓展，在切割高價值材料、超薄片時，該問題尤為突出，例如：半導體行業中，硅片的厚度越來越薄，目前基本在0.2-0.4mm之間，切割時線鋸每次移動距離為0.5mm，切割的硅片為0.3-0.35mm；相比較而言，金剛石帶鋸切割硅片切片厚度能夠滿足需求，但單片切縫約為0.7mm，相當于切一片浪費一片，極大的限制了帶鋸在超薄片切割上的運用。對于高價值材料，如特種陶瓷、功能晶體等材料而言，為減少材料的損耗，急需一種超薄金剛石帶鋸以滿足這類材料加工的需要。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以盡可能減小切削刃厚度以減小切割縫隙的超硬磨料帶鋸。

本實用新型所述的超硬磨料帶鋸，包括由鋼帶首、尾連接成環形構成的基體，其中：

所述基體包括齒形部和連續胎體部，在齒形部的正面沿齒形部厚度方向延伸一定距離形成有貫穿齒形部高度的第一容納空間，在齒形部的背面沿齒形部厚度方向延伸一定距離形成有貫穿齒形部高度的第二容納空間，所述第一容納空間在齒形部厚度方向上的延伸距離與第二容納空間在齒形部厚度方向上的延伸距離相等；

在第一容納空間、第二容納空間以及齒形部的頂端均設置有含有超硬磨料顆粒的超硬磨料層。

本實用新型所述帶鋸由于先在齒形部上形成第一容納空間和第二容納空間，使超硬磨料顆粒可以部分容納于第一容納空間和第二容納空間中，從而有效縮減了現有技術中因直接在基體表面固結超硬磨料顆粒所形成的切削刃厚度，進而可以縮小切削縫隙，減少被加工材料的浪費。另一方面，在形成第一容納空間和第二容納空間后，齒形部的厚度有一定程度的減少，使其在裸露時易被磨損，相當于增加了鍍層在切割方向上的金剛石層數，延長了帶鋸的使用壽命。

上述技術方案中，所述的齒形部的齒形形狀可以根據需要進行選擇，可以是沿鋼帶圓周方向連續分布的連續齒，也可以是沿鋼帶圓周方向斷續分布的半圓齒、三角齒、倒梯形齒等，通過制作不同的齒型以彌補減薄基體后的鍍層結合力下降的不足，從而解決結合力不夠引起的金剛石鍍層脫落問題。齒形采用現有常規方法進行制作，通常采用激光切割或者模型直接成型法。

上述技術方案中，申請人認為當第一容納空間或第二容納空間在齒形部厚度方向上的延伸距離均為超硬磨料顆粒粒度的40-50％較為適宜。

為了獲得超薄的超硬磨料帶鋸，可以選擇厚度更薄的鋼帶來制作基體，優選地，選擇的鋼帶的寬度≤8mm，厚度≤0.5mm，相應地，制作得到的基體的厚度≤0.5mm、基體的高度≤8mm。當基體的厚度和高度在上述限定范圍內時，優選控制齒形部的高度為1.5-2mm。

上述技術方案中，所述的超硬磨料顆粒可以是選自金剛石、立方氮化硼和氧化鋁等中的一種或兩種以上的組合物。當超硬磨料顆粒的選擇為金剛石時，優選140#-170#金剛石。

與現有技術相比，本實用新型的特點在于：

1、本實用新型所述帶鋸由于先在齒形部上形成第一容納空間和第二容納空間，使超硬磨料顆粒可以部分容納于第一容納空間和第二容納空間中，從而有效縮減了現有技術中因直接在基體表面固結超硬磨料顆粒所形成的切削刃厚度，進而可以縮小切削縫隙，減少被加工材料的浪費。

2、本實用新型所述帶鋸的齒形部在形成第一容納空間和第二容納空間后，其厚度有一定程度的減少，使其在裸露時易被磨損，相當于增加了鍍層在切割方向上的金剛石層數，延長了帶鋸的使用壽命。

3、切削刃的厚度從頂端至根部均相同，在使用過程中不論帶鋸磨損與否，切縫寬度均一致。

附圖說明

圖1為現有技術中超硬磨料帶鋸的截面示意圖；

圖2為本實用新型所述超硬磨料帶鋸一種實施方式的結構示意圖；

圖3為圖2所示實施方式中A處的局部放大示意圖；

圖4為圖2所示實施方式中基體的截面示意圖；

圖5為圖3的B-B剖示圖。

圖中標號為：

1基體；2超硬磨料層；1-1連續胎體部；1-2第一容納空間；1-3齒形部；1-4第二容納空間。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步的詳述,以更好地理解本實用新型的內容,但本實用新型并不限于以下實施例。

如圖2-5所示，本實用新型所述的超硬磨料帶鋸，包括由鋼帶首、尾連接成環形構成的基體1，其中：

所述基體1包括齒形部1-3和連續胎體部1-1，在齒形部1-3的正面沿齒形部1-3厚度方向延伸一定距離形成有貫穿齒形部1-3高度的第一容納空間1-2，在齒形部1-3的背面沿齒形部1-3厚度方向延伸一定距離形成有貫穿齒形部1-3高度的第二容納空間1-4，所述第一容納空間1-2在齒形部1-3厚度方向上的延伸距離與第二容納空間1-4在齒形部1-3厚度方向上的延伸距離相等；

在第一容納空間1-2、第二容納空間1-4以及齒形部1-3的頂端均設置有含有超硬磨料顆粒的超硬磨料層2。

上述實施方式中，所述齒形部1-3的齒形形狀可以是沿鋼帶圓周方向連續分布的連續齒，也可以根據需要將齒形部1-3的齒形形狀設計成沿鋼帶圓周方向斷續分布的半圓齒、三角齒、倒梯形齒等形狀。

上述實施方式中，所述的鋼帶為不銹鋼帶，所述的超硬磨料顆粒可以是選自金剛石、立方氮化硼和氧化鋁中的一種或兩種以上的組合物，當超硬磨料顆粒為上述兩種以上選擇的組合物時，它們之間的配比為任意配比；所述第一容納空間1-2或第二容納空間1-4在齒形部1-3厚度方向上的延伸距離均為超硬磨料顆粒粒度的40-50％。

上述實施方式所示結構的帶鋸適用于任意厚度的超硬磨料帶鋸。為了獲得超薄超硬磨料帶鋸，可以選擇厚度較薄的鋼帶制作基體1以形成上述實施方式所示結構的超硬磨料帶鋸。

在本實施方式中，所述鋼帶具體為1860mm×8mm×0.2mm的不銹鋼帶，所述齒形部1-3的齒形形狀可以是沿鋼帶圓周方向連續分布的連續齒，齒形部1-3的高度為1.5mm；所述超硬磨料顆粒具體為140#-170#金剛石(粒度約為100μm)，所述第一容納空間1-2或第二容納空間1-4在齒形部1-3厚度方向上的延伸距離均為超硬磨料顆粒粒度的50％。

制作上述超硬磨料帶鋸的方法，包括以下步驟：

1)選取規格為1860mm×8mm×0.2mm的不銹鋼帶，選定齒形部1-3的齒形形狀為沿鋼帶圓周方向連續分布的連續齒，將鋼帶的首、尾焊接成環形，之后在鋼帶的一側邊緣上采用激光切割的方式制作出選定的齒形結構，在該過程中控制齒形部1-3的高度為1.5mm，得到包括齒形部1-3和連續胎體部1-1的基體1，其中，齒形部1-3位于連續胎體部1-1的上方；

2)對齒形部1-3以下的部分(即高度為6.5mm的連續胎體部1-1)進行貼膠處理，僅使齒形部1-3裸露，將完成貼膠處理后的基體1置于電化學腐蝕液中，在常溫條件下實行對齒形部1-3的減薄處理，所述完成貼膠處理后的基體1置于電化學腐蝕液中的時間為3-5min，以得到對齒形部1-3進行減薄的基體1，該基體1的單側減薄厚度約為50μm，因兩側對稱，減薄完成后，齒形部1-3的厚度為0.1mm；其中：

電化學腐蝕液的組成為：鹽酸HCl 50ml/L、硫酸H₂SO₄ 200ml/L、氯化鈉NaCl 15g/L；工藝參數為：電流密度5-7A/dm²，鉛板陰極，溫度25℃；

3)將步驟2)所得減薄基體1置于夾具中進行復合電鍍，將金剛石顆粒沉積于第一容納空間1-2、第二容納空間1-4以及齒形部1-3的頂端以形成超硬磨料層2；其中，電鍍優選Ni或Ni/Co作為金屬胎體，采用埋沙法，瓦特型鍍液在電流密度為1.0A/dm²，溫度為45℃的工藝條件下電鍍以得到含有金剛石顆粒的超硬磨料層2。