環(huán)形金剛石雙刃帶鋸及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)形金剛石雙刃帶鋸及其制作方法，通過電鍍包覆在不銹鋼帶兩側(cè)棱邊上的電沉積金屬層，金剛石顆粒均勻固結(jié)于電鍍層上，電沉積金屬層和金剛石顆粒構(gòu)成的金剛石復(fù)合鍍層用于切屑加工。本發(fā)明帶鋸的規(guī)格可以根據(jù)需要制成不問覽度，不問長度，使用不問紐度的金剛石顆粒，所述帶鋸可以裝在不同設(shè)備上，主要以高速單向帶鋸式、線切割式加工，因不銹鋼帶兩棱邊都具有金剛石復(fù)合鍍層，延長了金剛石工具的使用壽命，提高了利用率，對硬脆材料的加工，帶鋸不僅僅可以切割薄片，也可以根據(jù)帶鋸寬度加工一定的圓面，同時(shí)具備修邊，磨邊的能力，其應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】環(huán)形金剛石雙刃帶鋸及其制作方法
(—)【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及金剛石切割工具，具體是一種環(huán)形金剛石雙刃帶鋸及其制作方法。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]目前，現(xiàn)有技術(shù)用于切割硬脆材料(如:藍(lán)寶石、單晶硅晶棒、砷化鎵晶體、寶玉石等)的工具主要以內(nèi)圓切割機(jī)、外圓切割機(jī)使用金剛石鋸片等為主，其共同特點(diǎn)為切割使用的刀片均單側(cè)刀刃，當(dāng)?shù)度惺r(shí)，刀具失效，使刀具使用壽命和基體的使用率大大降低；同時(shí)由于尺寸限制，使用這種金剛石鋸片切割和制作片材，功率較低；鋸片較厚時(shí)，在切制貴重材料時(shí)切口較大，材料耗損大，效率低。
[0003]為了提高切割效率，現(xiàn)有技術(shù)中還有一種線鋸，其通常是線形金屬絲，在使用這種線鋸裝置上，將一根金屬線多組排列，一次可以切割多個(gè)切口，制作多片脆硬材料片材。使用這種線鋸切割片材，操作中使線鋸在動力裝置的帶動下運(yùn)動起來，然后向線鋸上撒浸油的磨料粉末，通過落到線鋸鋼絲上的磨料與工件之間的摩擦鋸切工件。
[0004]線鋸切割過程中由于磨料和線鋸分離，因此，切割功效較低，同時(shí)，在切割過程中磨料顆粒的移動，在工件上切出的切口也比較大，一般切口在Imm左右，這樣切割獲得的片材上各處的厚度差距較大，翹曲嚴(yán)重，殘留在所切片材面上的痕跡深，為了讓片材達(dá)到使用要求,還要對其進(jìn)行后續(xù)的打磨等加工,增加了加工成本和生產(chǎn)周期,并容易造成所切片材的品質(zhì)不良；另外，由于線鋸直徑較細(xì)，鋼絲使用壽命短，經(jīng)常出現(xiàn)斷線，不能夠保證切割質(zhì)量及穩(wěn)定性。
[0005]上述問題，分別因?yàn)榻饎偸ぞ叩度虚L度有限和基材強(qiáng)度不夠引起金剛石工具失效，難以保證切割高效穩(wěn)定進(jìn)行。用上述金剛石工具切割材料，不管是操作中不斷在線鋸上撒磨料還是反復(fù)更換刀具都是極不方便的，同時(shí)不能夠保證切割面的質(zhì)量，其中浸油磨料對環(huán)境有較大的污染。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、出材率高的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸及其制作方法。
[0007]能夠解決上述技術(shù)問題的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸，其技術(shù)方案包括鋼帶，所述鋼帶的首、尾端連接成環(huán)形，與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于所述鋼帶正、反面(亦即鋼帶的內(nèi)圓周面和外圓周面)的兩側(cè)邊緣(即兩棱邊)包覆有金剛石復(fù)合鍍層，所述金剛石復(fù)合鍍層沿鋼帶長度方向(圓周方向)連續(xù)或斷續(xù)分布；所述金剛石復(fù)合鍍層包括電沉積金屬層和于電沉積金屬層上均布固結(jié)的金剛石顆粒。
[0008]所述電沉積金屬層優(yōu)選鎳或鎳鈷合金。
[0009]所述鋼帶的厚度和寬度應(yīng)根據(jù)加工需要及設(shè)備條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一般情況下，為提高利用率及出材率，優(yōu)選寬度小于10_(窄帶寬)，厚度小于0.3_(薄厚度)的鋼帶制作帶鋸。
[0010]為適應(yīng)帶鋸工作需要，所述鋼帶選擇抗拉強(qiáng)度高且高韌性的不銹鋼帶。
[0011]上述環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，可采取如下工藝步驟:
[0012]1、選取長度、寬度和厚度合適的鋼帶，并將鋼帶的首、尾端焊接成環(huán)形。
[0013]2、選取尺寸大小合適的金剛石顆粒磨料，并分步處理:
[0014]第一步、金剛石顆粒表面預(yù)處理一將所需金剛石顆粒磨料置于堿性溶液中去除表面油脂后，用清水洗滌；然后置于體積比為3:1的濃鹽酸(HCl)與濃硝酸(HNO3)中，去除金剛石顆粒表面的金屬氧化物后，用清水洗滌。
[0015]第二步，金剛石顆粒表面陽離子化一將第一步處理后的金剛石顆粒置于陽離子型表明活性劑溶液中，對陽離子型表面活性劑溶液施加0.1?0.2V的正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳的作用下，在金剛石顆粒表面形成一層帶有正電荷的薄膜。
[0016]3、采用復(fù)合電鍍法在鋼帶正、反面的兩側(cè)邊緣上電沉積一層金屬，并將表面陽離子化的金剛石顆粒均勻固結(jié)在電沉積金屬層內(nèi)。
[0017]所述電沉積金屬層一般為鎳及鎳鈷合金，所述復(fù)合電鍍條件為一以瓦特型電鍍液為電解液，主鹽為氨基磺酸鎳，陽極為鎳絲或鎳球，鋼帶為陰極，電流密度為0.8A/dm2?
1.0A/dm2，溫度為 45±5°C。
[0018]所述電流密度優(yōu)選lA/dm2，所述溫度優(yōu)選45 V。
[0019]優(yōu)選寬度小于1mm,厚度小于0.3mm的鋼帶。
[0020]所述鋼帶優(yōu)選不銹鋼帶。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]1、本發(fā)明是用電鍍的方法在環(huán)形超薄不銹鋼帶兩側(cè)棱邊上沉積一層金屬(一般為鎳及鎳鈷合金)，并在沉積的金屬內(nèi)固結(jié)金剛石磨料用于切削加工，帶鋸可以裝在不同的設(shè)備上以適應(yīng)不同的加工方式,其中主要以高速帶鋸式為主。
[0023]2、本發(fā)明主要針對硬脆材料的加工，可進(jìn)行薄片切割，也可以根據(jù)帶鋸寬度加工一定的曲面，同時(shí)可以進(jìn)行邊緣磨削和修復(fù)，其應(yīng)用前景十分廣闊。
[0024]3、本發(fā)明采用復(fù)合電鍍方法制備，可避免燒結(jié)金剛石工具制造過程中的混料、制粒、燒結(jié)、焊接(或注塑)等繁瑣工序。
[0025]4、本發(fā)明在切割加工時(shí)可進(jìn)行進(jìn)返程切割，省去退刀時(shí)間和退刀過程帶來的誤差，大批量加工時(shí)可更好的保證產(chǎn)品穩(wěn)定性。
[0026]5、本發(fā)明中金剛石顆粒的連續(xù)分布，可有效避免加工過程中帶鋸的震動，避免切割過程對帶鋸基體的磨損而過早斷裂。
[0027]6、本發(fā)明具有一定的寬度，保證了切割穩(wěn)定性和方向性，有利于切割平面的平整性；同時(shí)，帶鋸寬度也具備加工一定復(fù)雜形狀的能力，由于帶鋸厚度很小(一般為0.2mm)，加工時(shí)切口損失小，提高了出材率，這對于成本較高的半導(dǎo)體、寶玉石等高價(jià)值材料的加工具有重要的意義。
[0028]7、本發(fā)明加工質(zhì)量高，效率高，能耗低。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】:
[0029]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為圖1實(shí)施方式中的A處放大圖。
[0031]圖3為圖2的B— B剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖號標(biāo)識:1、鋼帶；2、電沉積金屬層；3、金剛石顆粒；4、金剛石復(fù)合鍍層。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0033]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0034]本發(fā)明環(huán)形金剛石雙刃帶鋸的主體為鋼帶1，所述鋼帶I 一般采用規(guī)格為3800mmX8mmX0.2mm的不銹鋼帶,不銹鋼帶I的兩端頭焊接成為環(huán)形；所述鋼帶I正、反面(內(nèi)圓周面、外圓周面)的兩側(cè)(寬度方向)邊緣及邊緣外包覆有對稱的金剛石復(fù)合鍍層4，所述金剛石復(fù)合鍍層4沿鋼帶I的長度方向(圓周方向)連續(xù)分布；所述金剛石復(fù)合鍍層4包括電沉積金屬層2 (鎳或鎳鈷合金)和金剛石顆粒3，所述金剛石顆粒3于電沉積金屬層2上均布固結(jié)，如圖1、圖2、圖3所示。
[0035]所述環(huán)形金剛石雙刃帶鋸之制作方法包括如下工藝步驟:
[0036]1、選取3800mmX8mmX0.2mm的不銹鋼帶I,通過無縫焊接技術(shù)將不銹鋼帶I的首、
尾端焊接成環(huán)形，并通過后期熱處理去除焊接所產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0037]2、選取尺寸大小合適的金剛石顆粒3磨料，并進(jìn)行分步處理:
[0038]第一步，金剛石顆粒3表面預(yù)處理一將所需金剛石顆粒3磨料置于堿性溶液中去除表面油脂后，用清水洗滌；然后置于體積比為3:1的濃鹽酸與濃硝酸中，去除表面金屬氧化物后，用清水洗滌。
[0039]第二步，金剛石顆粒3表面陽離子化一將第一步處理后的金剛石顆粒3磨料置于陽離子型表明活性劑溶液中，對陽離子型表面活性劑溶液施加0.1-0.2V的正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳的作用下，在金剛石顆粒3表面形成一層帶有正電荷的薄膜。
[0040]3、采用復(fù)合電鍍法在鋼帶3正、反面的兩側(cè)邊緣上形成對稱的電沉積金屬層2，并將表面陽離子化的金剛石顆粒3均勻固結(jié)在電沉積金屬層2內(nèi)，所述電沉積金屬層2和金剛石顆粒3構(gòu)成的雙側(cè)金剛石復(fù)合鍍層4成為帶鋸的雙刃。
[0041]其中，所述復(fù)合電鍍以瓦特型電鍍液為電解液，主鹽為氨基磺酸鎳，陽極為鎳絲或鎳球，不銹鋼帶I為陰極，在電流密度為lA/dm2，溫度為45°C的條件下，浸表面陽離子化的金剛石顆粒3采用埋沙法制備即可獲得復(fù)合電沉積雙面金剛石帶鋸。
[0042]不同寬度、不同長度、不同粒度的金剛石顆粒3構(gòu)成不同規(guī)格的雙刃帶鋸。
[0043]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為了清楚地說明本發(fā)明所做的舉例，而并非是對本發(fā)明實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或者調(diào)整。此時(shí)無需也無法對所有的實(shí)施方式予于窮舉，而這些屬于本發(fā)明技術(shù)方案所引申的顯而易見的變化或者變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.環(huán)形金剛石雙刃帶鋸，包括鋼帶(I)，所述鋼帶(I)的首、尾端連接成環(huán)形，其特征在于:所述鋼帶(I)正、反面的兩側(cè)邊緣包覆有金剛石復(fù)合鍍層(4)，所述金剛石復(fù)合鍍層(4)沿鋼帶(I)圓周方向連續(xù)或斷續(xù)分布；所述金剛石復(fù)合鍍層(4)包括電沉積金屬層(2)和于電沉積金屬層(2)上均布固結(jié)的金剛石顆粒(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸，其特征在于:所述電沉積金屬層(2)為鎳或鎳鈷合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石雙刃帶鋸，其特征在于:所述鋼帶(I)的寬度小于1mm,厚度小于0.3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石雙刃帶鋸，其特征在于:所述鋼帶(I)為不銹鋼帶。
5.環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，其特征在于采取如下工藝步驟: ①、選取鋼帶(I)，并將鋼帶(I)的首、尾端焊接成環(huán)形； ②、選取尺寸大小合適的金剛石顆粒(3)，并分步處理: 第一步、金剛石顆粒(3)表面預(yù)處理，將所需金剛石顆粒(3)置于堿性溶液中去除表面油脂后，用清水洗滌；然后置于體積比為3:1的濃鹽酸與濃硝酸中，去除金剛石顆粒(3)表面的金屬氧化物后，用清水洗滌； 第二步，金剛石顆粒(3)表面陽離子化，將第一步處理后的金剛石顆粒(3)置于陽離子型表明活性劑溶液中，對陽離子型表面活性劑溶液施加0.1?0.2V的正電位，陽離子型表面活性劑的陽離子在電泳的作用下，在金剛石顆粒(3)表面形成一層帶有正電荷的薄膜； ③、采用復(fù)合電鍍法在鋼帶(I)正、反面的兩側(cè)邊緣上沉積一層金屬，并將表面陽離子化的金剛石顆粒(3)均勻固結(jié)在電沉積金屬層(2)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，其特征在于:所述電沉積金屬層(2)為鎳或鎳鈷合金，所述復(fù)合電鍍法條件為:以瓦特型電鍍液為電解液，主鹽為氨基磺酸鎳，陽極為鎳球及鎳合金球，鋼帶為陰極，電流密度為0.8A/dm2?1.0A/dm2，溫度為45±5°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，其特征在于:所述電流密度為lA/dm2,所述溫度為45°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5?7中任意一項(xiàng)所述的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，其特征在于:所述鋼帶(I)寬度小于1mm,厚度小于0.3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5?7中任意一項(xiàng)所述的環(huán)形金剛石雙刃帶鋸制作方法，其特征在于:所述鋼帶(I)為不銹鋼帶。
【文檔編號】B23D65/00GK104210038SQ201410431361
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】秦建新, 陳超, 任孟德, 林峰, 張昌龍, 王進(jìn)保 申請人:中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司