專(zhuān)利名稱(chēng)：釬焊金剛石鋸片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割工具，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種釬焊金剛石鋸片。
背景技術(shù)：
金剛石具有高硬度、高耐磨性、高抗壓強(qiáng)度以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性，使得其在金屬和硬脆材料加工領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。金屬和金剛石復(fù)合制造的金剛石鋸片主要用于混凝土、浙青、石材、球磨鑄鐵、陶瓷、瓷磚、玻璃、不銹鋼、銅材等材料的切割。金剛石超薄鋸片還可以應(yīng)用于硅片、寶石、人工晶體、功能陶瓷等的精密切割。釬焊法制作金剛石工具是借助高溫釬焊使釬料中的活性元素在金剛石磨粒與金屬基體界面上發(fā)生溶解、擴(kuò)散、化合之類(lèi)的相互作用，從而提高基體對(duì)金剛石磨粒的粘結(jié)力，改善磨料、結(jié)合劑(釬料合金)、基體三者之間的結(jié)合強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)中通常使用鋼材作為金剛石的基體，作為金剛石基體的鋼材要求具有足夠的淬透性、可焊接性和熱穩(wěn)定性，保證達(dá)到所要求的組織和穩(wěn)定的性能；另外作為鋼材還要求保持具有足夠的韌性。現(xiàn)有技術(shù)中，作為金剛石鋸片的鋼材基體，經(jīng)常使用的鋼材有 65M、80CrV ；其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、塑韌性低，耐沖擊性能差；并且與金剛石磨粒層的粘結(jié)力也較差；從而導(dǎo)致使用壽命低、切割效果不理想的缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)中的金剛石鋸片結(jié)構(gòu)一般包含金屬基體和金剛石磨粒，金屬基體的周沿開(kāi)設(shè)有水槽，金剛石磨粒釬焊在金屬基體與齒槽相對(duì)應(yīng)的端面上，如CN201511179U、 CN201712070U所公開(kāi)的金剛石鋸片。上述結(jié)構(gòu)中，基體對(duì)金剛石磨粒的粘結(jié)力不夠理想，使金剛石磨粒的裸露高度受到限制，從而影響效率，工具難以提供適度的壓力行使有效的磨削，并且使用壽命相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)金剛石鋸片基體所使用的材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的缺陷，從基體結(jié)構(gòu)入手(必要地)、進(jìn)一步的從基體結(jié)構(gòu)和基體材料兩方面(優(yōu)選地，非必要地)對(duì)釬焊金剛石鋸片進(jìn)行改進(jìn)并提供一種切割效率高、穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)的釬焊金剛石鋸片。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種釬焊金剛石鋸片，包括鋸片基體，鋸片基體邊緣均勻設(shè)置有4-20個(gè)鋸齒段，相鄰鋸齒段之間設(shè)置有容屑槽，并且相鄰的兩個(gè)鋸齒段之間具有傾斜角，傾斜角度為 45-90°，每個(gè)鋸齒段上均具有波浪形的鋸齒結(jié)構(gòu)，每個(gè)鋸齒段上具有3-15個(gè)鋸齒峰，并且所述的鋸齒表面以釬焊焊接的方式設(shè)置有金剛石磨粒層。通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)試方法對(duì)上述金剛石鋸片進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合有限元分析對(duì)各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到的最佳的技術(shù)方案為所述鋸片基體為圓盤(pán)形，邊緣均勻設(shè)置有6個(gè)鋸齒段，所述的鋸齒峰為5個(gè)，所述的傾斜角為60°。采用該最佳的方案進(jìn)一步提高了切割性能的穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的精密切割；而且還可以進(jìn)一步提高金剛石鋸片的使用壽命；在其它條件相同的情況下(基體工作半徑為50-300mm)，通過(guò)基體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用壽命可以延長(zhǎng) 10-20% ο其中，所述的波浪形鋸齒的含義是指連續(xù)起伏的圓弧形鋸齒。優(yōu)選地，所述的鋸齒段上還設(shè)置有散熱孔；每個(gè)鋸齒段上散熱孔的個(gè)數(shù)為2-14 個(gè)；優(yōu)選地，所述的散熱孔的個(gè)數(shù)為4個(gè)。優(yōu)選地，所述的散熱孔的直徑為2-20mm ；優(yōu)選地， 所述的散熱孔的直徑為3-15mm。優(yōu)選地，圓盤(pán)狀的基體中心設(shè)置有軸孔。優(yōu)選地，所述的容屑槽具有U形的底部和多邊形敞開(kāi)口。優(yōu)選地，所述的金剛石鋸片的工作半徑(從基體圓心到金剛石磨粒層的平均長(zhǎng)度)25-1500mm ；優(yōu)選地，所述的金剛石鋸片的工作半徑為50_500mm。優(yōu)選地，所述的金剛石鋸片基體的厚度為0. 5mm-20mm。更優(yōu)選地，所述的金剛石鋸片基體的厚度為0. 5-5mm。本發(fā)明所述的金剛石鋸片基體可以使用金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷等基材；優(yōu)選使用常用于金剛石鋸片的各種鋼材。另外，作為優(yōu)選地，為了提高基體與金剛石磨粒層的釬焊性能，提高基體與磨粒層的粘結(jié)力、提高基體的熱穩(wěn)定性，并發(fā)明還提供用于上述基體結(jié)構(gòu)的鋼材。本發(fā)明所述的金剛石鋸片基體具有以下組成和含量C :0. 25-0. 42wt % ； Si 0. 12-0. 32wt % ；Mn 1. 25-2. IOwt % ；N 0. 02-0. 05wt % ；V 0. 10-0. 25wt % ；Cr 3. 2-5. 8wt%，余量為 Fe。提高基體中的C含量有利于提高鋼材的強(qiáng)度和淬透性；但是當(dāng)C含量高于 0. 42wt%的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致熱處理后殘余的奧氏體量顯著身高，從而造成基體顯微組織的不穩(wěn)定性。而當(dāng)C含量低于0. 25wt%的時(shí)候，作為鋸片基體的強(qiáng)度不夠。Si、Mn的加入，有利于提高淬透性；然而當(dāng)Si的含量超過(guò)0. 32wt%的時(shí)候，淬火開(kāi)裂的傾向增大，因而在本發(fā)明中將其限定在0. 32wt%以下。另外，Si、Mn的加入還有利于提高釬焊期間的流動(dòng)性，提高磨粒層與基體的粘結(jié)力。N的加入能夠增加材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度，此外加入少量的N還有利于與Cr結(jié)合提高基體的強(qiáng)度，并有利于消除Cr所引入的韌性降低的缺陷。所述的本發(fā)明的鋼材可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)冶煉方法制備得到，例如，按上述成分用感應(yīng)爐熔煉或電弧爐熔煉，連鑄成鑄坯；再經(jīng)熱軋成板材。板材進(jìn)行淬火和回火的調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理的參數(shù)如下淬火處理加熱溫度為750-870°C，加熱保溫時(shí)間25-50min ；回火處理加熱溫度為320_480°C，加熱保溫時(shí)間100-250min。調(diào)質(zhì)處理后的鋼材屈服強(qiáng)度可高達(dá)1580_1750MPa ；HRC硬度45_48 ；并且所述的鋼基體抗疲勞性能高、穩(wěn)定性好；釬焊性能良好。使用本發(fā)明的金剛石鋸片在切割磨削時(shí)，工作斜面最高點(diǎn)的金剛石磨粒先開(kāi)始工作，后各金剛石磨粒逐步加入工作，使得金剛石鋸片上有多層金剛石參加切割，因而可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)切割的目的，提高了切割的效果；并且基體的強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，金剛石磨粒層與基體的粘結(jié)力強(qiáng)，從而可提高金剛石的使用壽命。本發(fā)明的各鋸齒段的邊緣特殊結(jié)構(gòu)的容屑槽，容屑空間較大；波浪形設(shè)計(jì)的鋸齒在磨削加工時(shí)阻力小、排屑通暢，提高了工具的加工另外，依據(jù)與科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基材材料地設(shè)計(jì)，本發(fā)明的鋸片基體的厚度可以設(shè)計(jì)成薄片結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)材料的精密切割。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金剛石圓鋸片基體的平面示意圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶有金剛石磨粒的鋸齒段平面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明。申請(qǐng)人在此需要申明的是，實(shí)施例和附圖僅是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，絕不能將其解釋為對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1-2，圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金剛石圓鋸片基體的平面示意圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶有金剛石磨粒的鋸齒段平面示意圖。由圖1-2可以看出，本實(shí)施例的金剛石鋸片，包括圓盤(pán)狀鋸片基體1，基體的工作半徑為50mm ；鋸片基體邊緣均勻分布有 6個(gè)鋸齒段2，各鋸齒段之間設(shè)置有容屑槽4，每個(gè)鋸齒段上均具有波浪形的鋸齒，其中鋸齒峰5的個(gè)數(shù)為5個(gè)，此外每個(gè)鋸齒段上還設(shè)置有散熱孔6，每個(gè)鋸齒段上散熱孔6的個(gè)數(shù)為 4個(gè)，散熱孔的直徑為3mm ；所述的鋸齒上設(shè)置有金剛石磨粒3 ；相鄰的兩個(gè)鋸齒段之間的傾斜角11為60° ；圓盤(pán)狀的基體1中心設(shè)置有軸孔7。如圖2所示，所述的金剛石磨粒3可以通過(guò)釬焊設(shè)置在基體的鋸齒段2上。實(shí)施例2基體的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1 ；金剛石鋸片基體具有以下組成和含量C :0. 35wt% ；Si 0. 25wt% ；Mn 1. 72wt% ；N :0. 03wt% ；V :0. 10-0. 25wt% ；Cr :5. 2wt%，余量為 Fe。上述成分用感應(yīng)爐熔煉或電弧爐熔煉，連鑄成鑄坯；再經(jīng)熱軋成板材。板材進(jìn)行淬火和回火的調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理的參數(shù)為淬火處理加熱溫度為820°C，加熱保溫時(shí)間45min ；回火處理 加熱溫度為380°C，加熱保溫時(shí)間200min。調(diào)質(zhì)處理后的鋼材屈服強(qiáng)度可高達(dá)1620MPa ； HRC硬度46 ；并且所述的鋼基體抗疲勞性能高、穩(wěn)定性好；釬焊性能良好。釬焊焊接可以選擇Cu-Mn-Ti、Cu-Mn-Cr、Cu-Sn-Ni-Cr或Cu-Sn-Ni-Ti等釬料使用現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的釬焊方法設(shè)置金剛石磨粒層。以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，不能解釋為以此限定本發(fā)明的范圍，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)要求保護(hù)的范圍內(nèi)所做出的等同的變形和改變的實(shí)施方式均在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種釬焊金剛石鋸片，包括圓盤(pán)形鋸片基體，鋸片基體邊緣均勻設(shè)置有4-20個(gè)鋸齒段，相鄰鋸齒段之間設(shè)置有容屑槽，并且相鄰的兩個(gè)鋸齒段之間具有傾斜角，傾斜角度為 45-90°，每個(gè)鋸齒段上均具有波浪形的鋸齒結(jié)構(gòu)，每個(gè)鋸齒段上具有3-15個(gè)鋸齒峰，并且所述的鋸齒表面以釬焊焊接的方式設(shè)置有金剛石磨粒層。
2.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，其特征在于所述鋸片基體邊緣均勻設(shè)置有6 個(gè)鋸齒段，所述的鋸齒峰為5個(gè)，所述的傾斜角為60°，工作半徑為50-300mm ；其中所述的工作半徑是指從基體圓心到金剛石磨粒層的平均長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的每個(gè)鋸齒段上還具有散熱孔，并且散熱孔的個(gè)數(shù)為2-14個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的散熱孔的直徑為2-20mm。
5.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的容屑槽具有U形的底部和多邊形敞開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的金剛石鋸片的工作半徑為 25-1500mm;其中所述的工作半徑是指從基體圓心到金剛石磨粒層的平均長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的金剛石鋸片基體的厚度為 0. 5mm-20mmo
8.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的鋸片基體為金屬、硬質(zhì)合金或陶瓷。
9.如權(quán)利要求1所述的釬焊金剛石鋸片，特征在于所述的鋸片基體具有以下組成和含量C 0. 25-0. 42wt % ；Si 0. 12-0. 32wt % ；Mn 1. 25-2. IOwt % ；N 0. 02-0. 05wt % ；V 0. 10-0. 25wt% ；Cr :3. 2-5. 8wt%，余量為 Fe。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釬焊金剛石鋸片，包括鋸片基體，鋸片基體邊緣均勻設(shè)置有4-12個(gè)鋸齒段，相鄰鋸齒段之間設(shè)置有容屑槽，并且相鄰的兩個(gè)鋸齒段之間具有傾斜角，傾斜角度為45-90°，每個(gè)鋸齒段上均具有波浪形的鋸齒結(jié)構(gòu)，每個(gè)鋸齒段上具有3-10個(gè)鋸齒峰，并且所述的鋸齒上以釬焊焊接的方式設(shè)置有金剛石磨粒層。本發(fā)明涉及的金剛石鋸片具有切割效率高、穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于混凝土、瀝青、石材、球磨鑄鐵、陶瓷、瓷磚、玻璃、不銹鋼、銅材等傳統(tǒng)材料的切割以及硅、功能陶瓷、功能陶瓷等材料的精密切割。
文檔編號(hào)C03B33/10GK102259391SQ201110204529
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者華川海 申請(qǐng)人:江蘇華昌工具制造有限公司