專利名稱：鎢銅基金剛石刀頭、圓鋸片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
環(huán)保已經(jīng)成為全世界的主題，為了避免切削液對環(huán)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(guī)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(zhòng)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(chǎn)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(fēng)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(zhì)地堅(jiān)硬致密、強(qiáng)度高、耐磨損，加工難度很大。在現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)金剛石圓鋸片特別是直徑小于等于230mm的小規(guī)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(diǎn)，即連續(xù)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鎢銅基金剛石刀頭。本發(fā)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(xù)干切加工厚度大于30_的硬花崗巖。本發(fā)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(fā)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(xì)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(yōu)選地，所述超細(xì)鎢銅合金粉按質(zhì)量百分比含鎢75%、含銅25%，而且費(fèi)氏粒度不大于3 ii m。優(yōu)選地，所述銅錫合金粉按質(zhì)量百分比含銅80%、含錫20%。本發(fā)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(fā)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(xì)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(xù)混合均勻；步驟二，冷壓成型將步驟一混好的原料按預(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內(nèi)，經(jīng)壓機(jī)壓制，脫模，制得冷壓毛坯；步驟三，熱壓燒結(jié)將所述冷壓毛坯裝入燒結(jié)模具，在燒結(jié)爐中進(jìn)行加壓燒結(jié)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(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)在常用的金剛石鋸片的刀頭配方原料鐵、銅、鎳、錫的基礎(chǔ)上加入超細(xì)鎢銅合金粉和銀粉。加入超細(xì)鎢銅合金粉主要是利用鎢 粉高溫易磨損的特點(diǎn)，以減小胎體的耐磨性，費(fèi)氏粒度可有效降低鎢粉的燒結(jié)溫度，鎢與銅結(jié)合可降低超細(xì)鎢粉的活性，利于超細(xì)粉末的包裝、運(yùn)輸及生產(chǎn)應(yīng)用。加入銀粉主要是因?yàn)殂y是導(dǎo)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(diǎn)金屬，可代替部分錫粉用于降低胎體燒結(jié)溫度，減少錫的用量，因?yàn)殄a的導(dǎo)熱系數(shù)較低，容易引起金剛石的熱損傷。同時加入銀粉和超細(xì)鎢銅合金粉，可在有效減少金剛石熱損傷的基礎(chǔ)上，減小胎體的耐磨性，提聞銀片的金剛石出刃聞度，解決現(xiàn)有技術(shù)干切加工金剛石不易出刃的問題，實(shí)現(xiàn)胎體與金剛石的同步磨損，實(shí)現(xiàn)鋸片的快速持續(xù)干切加工。本發(fā)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(shí)現(xiàn)快速持續(xù)干切加工，解決了普通鋸片連續(xù)干切切速逐漸變慢的問題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)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(xì)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(xì)鎢銅合金粉按質(zhì)量百分比含鎢75%、含銅25%，而且費(fèi)氏粒度^ 3um ;所述銅錫合金粉按質(zhì)量百分比含銅80%、含錫20%。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述刀頭按重量百分比由以下原料制成超細(xì)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(fā)明的最優(yōu)選方式，所述刀頭按重量百分比由以下原料制成超細(xì)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(fā)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(yōu)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(yōu)選直徑為125_180mm。本發(fā)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(xì)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(xù)混合均勻，優(yōu)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(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有鋼基體的壓制模腔內(nèi)，經(jīng)壓機(jī)壓制，脫模，制得冷壓毛坯，優(yōu)選地，壓制壓強(qiáng)為200-300MPa，壓制時間為2-3min ；步驟三，熱壓燒結(jié)將所述冷壓毛坯裝入燒結(jié)模具，在燒結(jié)爐中進(jìn)行加壓燒結(jié)，優(yōu)選地，燒結(jié)溫度為800-830°C，壓力為25-30MPa，燒結(jié)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(jìn)行檢驗(yàn)，比如鋸片尺寸、刀頭硬度等；然后平片，即對因應(yīng)力產(chǎn)生變形的鋼基體進(jìn)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(zhǔn)備；
步驟七，噴漆，即對鋸片表面進(jìn)行的防銹處理；最終制得鎢銅基金剛石圓鋸片成品。實(shí)施例I取超細(xì)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(xù)混合2小時。將混勻的粉料按預(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有鋼基體的壓制模腔內(nèi)，在260MPa的壓強(qiáng)下經(jīng)壓機(jī)壓制3min，制得冷壓毛坯。將冷壓毛坯放入燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度820°C，壓強(qiáng)25MPa下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時間為4h，冷卻出爐制得金剛石圓鋸片半成品，檢驗(yàn)刀頭硬度為HRB90-100。半成品經(jīng)平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。實(shí)施例2取超細(xì)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(xù)混合2小時。將混勻的粉料按預(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內(nèi)，在200MPa的壓強(qiáng)下經(jīng)壓機(jī)壓制2min，制得冷壓毛坯。將毛坯放入燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度815°C，壓強(qiáng)25MPa下進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)時間為3. 5h,冷卻出爐制得金剛石鋸片半成品，檢驗(yàn)刀頭硬度為HRB90-100。半成品經(jīng)平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。實(shí)施例3取超細(xì)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(xù)混合2小時。將混勻的粉料按預(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內(nèi)，在300MPa的壓強(qiáng)下經(jīng)壓機(jī)壓制3min，制得冷壓毛坯。將毛坯放入燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度830°C，壓強(qiáng)30MPa下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時間為4h，冷卻出爐制得金剛石鋸片半成品，檢驗(yàn)刀頭硬度為HRB90-100。半成品經(jīng)平片、開刃、剖光、噴漆后制得成品。以下是采用實(shí)施例1-3的方法制得的不同直徑的圓鋸片對豐鎮(zhèn)黑花崗巖進(jìn)行干切加工時的切割性能，結(jié)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(xù)切割直至刀頭耗盡。表I本發(fā)明圓鋸片的切割性能
權(quán)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(xì)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(jù)權(quán)利要求I所述的鎢銅基金剛石刀頭，其特征在于，所述超細(xì)鎢銅合金粉按質(zhì)量百分比含鎢75%、含銅25%，而且費(fèi)氏粒度不大于3 μ m。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(xì)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(jù)權(quán)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(xì)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(quán)利要求I 5之任一所述的鎢銅基金剛石刀頭。
7.根據(jù)權(quán)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(quán)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(xì)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(xù)混合均勻； 步驟ニ，冷壓成型將步驟一混好的原料按預(yù)先設(shè)定的粉量裝入組裝好的、裝有基體的壓制模腔內(nèi)，經(jīng)壓機(jī)壓制，脫模，制得冷壓毛坯； 步驟三，熱壓燒結(jié)將所述冷壓毛坯裝入燒結(jié)模具，在燒結(jié)爐中進(jìn)行加壓燒結(jié)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(jù)權(quán)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(jī)壓制時的壓強(qiáng)為200-300MPa，壓制時間為2_3min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述加壓燒結(jié)時的溫度為800-830°C，壓カ為 25-30MPa，燒結(jié)時間為 3. 5-4. Oh。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種屬于金剛石圓鋸片領(lǐng)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(xì)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(fā)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(fā)明的金剛石圓鋸片解決了現(xiàn)有技術(shù)干切加工金剛石不易出刃的問題，實(shí)現(xiàn)了胎體與金剛石的同步磨損，實(shí)現(xiàn)了鋸片的快速持續(xù)干切加工，可干切硬度較大的石料，特別適用于快速持續(xù)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(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)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(zé)任公司, 安泰科技股份有限公司