金刚石锯片刀头和金刚石锯片及其制作方法

技术领域

本发明属于金刚石工具技术领域，具体涉及一种金刚石锯片刀头和金刚石锯片及其制作方法。

背景技术

金刚石锯片是由圆盘形基体及连接在基体外缘的金刚石刀头构成，已被广泛应用于非金属材料的切割中，其在玻璃和陶瓷中主要适用于切边和切断，由于玻璃易碎性，故要求锯片要薄；而陶瓷硬度高，故要求锯片具有良好的切削性能；在石材加工领域，金刚石锯片的应用极为广泛，一般有单片金刚石锯和组合型金刚石锯，虽然单片锯的效率较组合锯较低，但是其应用也较为广泛，尤其在切边时，使用单片锯更为快捷。组合锯虽然切割效率较高，但是其对单片锯片的锋利度要求就相对较低。

金刚石锯片具有硬度高、耐磨性好等优点，目前金刚石锯片存在的主要问题是：在切割过程中锯片刀头逐渐磨损，导致刀头锋利度下降，同时在切削过程中快速产生的热量会造成金刚石过快受热而造成损伤。

金刚石锯片的耐磨性对切削效率也有较大影响，若金属合金耐磨性过高，容易导致金刚石出刃过慢影响出刃高度，若金属合金耐磨性较差，在切削过程中容易对锯片基体造成损伤。同时在切割过程中产生碎屑，容易对锯片刀头表面造成磨损，影响刀头使用寿命。

因此，对金刚石锯片及其刀头的研究是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种金刚石锯片刀头和金刚石锯片及其制作方法，该金刚石锯片刀头具有优异的锋利度和耐磨性，刀头使用寿命长，保证了金刚石锯片的切割效率和使用寿命。

本发明采用如下技术方案：

金刚石锯片刀头，由前段料、中段料和后段料制得，前段料、中段料和后段料的质量比为1:1:1，其中，前段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒20-22％、铜粉18-22％、钴粉15-18％、钨粉20-30％、银粉2-5％、锡粉12-15％，各组分之和总计为100％；中段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒15-18％、铜粉18-22％、钴粉17-20％、钨粉22-32％、银粉3-5％、锡粉13-15％，各组分之和总计为100％；后段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒20-22％、铜粉18-22％、钴粉15-18％、钨粉20-30％、银粉2-5％、锡粉12-15％，各组分之和总计为100％。

更进一步地，所述金刚石颗粒的粒径为0.4-1mm。

更进一步地，所述铜粉、钴粉、钨粉、银粉及锡粉均过360-560目筛。

所述的金刚石锯片刀头的制作方法，包括如下步骤：

步骤一，备料：按照所述质量配比，分别称取前段料、中段料和后段料备用；

步骤二，冷压：将步骤一称量好的前段料、中段料和后段料分别混合均匀后冷压成片，得前段压片、中段压片及后段压片；

步骤三，热压烧结：将前段压片、中段压片及后段压片依次置于热压模具中热压烧结为一体，即得所述金刚石锯片刀头。

更进一步地，步骤二中所述冷压时的压力为190-205kg/cm²。

更进一步地，步骤三中所述热压烧结时的压力为200-220kg/cm2，温度为800-1000℃，烧结时间3-10min。

用所述金刚石锯片刀头制作金刚石锯片的方法，步骤如下：

步骤一：配制喷砂料，将喷砂料置于喷砂设备中；

步骤二：将金刚石锯片刀头表面进行清理，将步骤一所述喷砂料喷射至金刚石锯片刀头表面；

步骤三：将步骤二所得经过喷砂处理的金刚石锯片刀头焊接至锯片基体上，即得所述金刚石锯片。

更进一步地，步骤一中所述喷砂料由按照质量百分比计的如下组分制得：碳化硅92-97％、防锈剂2-7％、硬脂酸钠0.6-0.9％、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.3％，各组分之和总计为100％。

更进一步地，所述喷砂料的制作方法为：按照所述配比，将碳化硅、防锈剂、硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，即得。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

第一，本发明对金刚石锯片刀头的用料进行了研究，将其原料分为前、中、后三段料，中段料和前后段料的原料配比存在一定差异，有效避免了在切割过程中由于刀头两侧磨损过多而导致的刀头锋利度下降；在刀头原料中加入了银粉，有效提高了刀头的散热性，可减少切割过程对金刚石造成的热损伤，提高了刀头的使用寿命；

第二，本发明对金刚石锯片刀头的原料进行了合理改进，提高了金属合金与金刚石磨损的一致性，保证了金刚石在切割过程中的出刃速度和出刃高度，提供了切割效率；

第三，本发明在刀头表面进行了喷砂处理，增加了刀头整体的耐磨性和使用寿命，避免了切割过程中产生的碎屑对刀头表面造成的磨损；对喷砂料的改进，不仅提高了喷砂料在刀头基体表面的附着力，还改善了喷砂料的流动性，保证了喷砂操作的连续稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1

金刚石锯片刀头，由前段料、中段料和后段料制得，前段料、中段料和后段料的质量比为1:1:1，其中，前段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒21％、铜粉20％、钴粉16％、钨粉28％、银粉3％、锡粉12％；中段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒16％、铜粉19％、钴粉18％、钨粉30％、银粉4％、锡粉13％；后段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒21％、铜粉20％、钴粉16％、钨粉28％、银粉3％、锡粉12％。其中，所述金刚石颗粒的粒径为0.4-1mm，所述铜粉、钴粉、钨粉、银粉及锡粉均过500目筛。

所述的金刚石锯片刀头的制作方法，包括如下步骤：

步骤一，备料：按照所述质量配比，分别称取前段料、中段料和后段料备用；

步骤二，冷压：将步骤一称量好的前段料、中段料和后段料分别混合均匀后，于200kg/cm²下冷压成片，得前段压片、中段压片及后段压片；

步骤三，热压烧结：将前段压片、中段压片及后段压片依次置于热压模具中，于210kg/cm²、900℃下热压烧结8min后，热压烧结为一体，即得所述金刚石锯片刀头。

用所述金刚石锯片刀头制作金刚石锯片的方法，步骤如下：

步骤一：配制喷砂料，将喷砂料置于喷砂设备中，所述喷砂料由按照质量百分比计的如下组分制得：碳化硅95％、防锈剂4.2％、硬脂酸钠0.6％、十二烷基苯磺酸钠0.2％，所述喷砂料的制作方法为：按照所述配比，将碳化硅、防锈剂、硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，即得；

步骤二：将金刚石锯片刀头表面进行清理，将步骤一所述喷砂料喷射至金刚石锯片刀头表面；

步骤三：将步骤二所得经过喷砂处理的金刚石锯片刀头焊接至锯片基体上，即得所述金刚石锯片。

实施例2

金刚石锯片刀头，由前段料、中段料和后段料制得，前段料、中段料和后段料的质量比为1:1:1，其中，前段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒20％、铜粉18％、钴粉15％、钨粉30％、银粉2％、锡粉15％；中段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒15％、铜粉18％、钴粉17％、钨粉32％、银粉3％、锡粉15％；后段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒20％、铜粉18％、钴粉15％、钨粉30％、银粉2％、锡粉15％。其中，所述金刚石颗粒的粒径为0.4-1mm，所述铜粉、钴粉、钨粉、银粉及锡粉均过560目筛。

所述的金刚石锯片刀头的制作方法，包括如下步骤：

步骤一，备料：按照所述质量配比，分别称取前段料、中段料和后段料备用；

步骤二，冷压：将步骤一称量好的前段料、中段料和后段料分别混合均匀后，于190kg/cm²下冷压成片，得前段压片、中段压片及后段压片；

步骤三，热压烧结：将前段压片、中段压片及后段压片依次置于热压模具中，于200kg/cm²、1000℃下热压烧结3min后，热压烧结为一体，即得所述金刚石锯片刀头。

用所述金刚石锯片刀头制作金刚石锯片的方法，步骤如下：

步骤一：配制喷砂料，将喷砂料置于喷砂设备中，所述喷砂料由按照质量百分比计的如下组分制得：碳化硅92％、防锈剂7％、硬脂酸钠0.7％、十二烷基苯磺酸钠0.3％，所述喷砂料的制作方法为：按照所述配比，将碳化硅、防锈剂、硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，即得；

步骤二：将金刚石锯片刀头表面进行清理，将步骤一所述喷砂料喷射至金刚石锯片刀头表面；

步骤三：将步骤二所得经过喷砂处理的金刚石锯片刀头焊接至锯片基体上，即得所述金刚石锯片。

实施例3

金刚石锯片刀头，由前段料、中段料和后段料制得，前段料、中段料和后段料的质量比为1:1:1，其中，前段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒22％、铜粉22％、钴粉18％、钨粉20％、银粉5％、锡粉13％，各组分之和总计为100％；中段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒18％、铜粉22％、钴粉20％、钨粉22％、银粉5％、锡粉13％；后段料包括按照质量百分比计的如下组分：金刚石颗粒22％、铜粉22％、钴粉18％、钨粉20％、银粉5％、锡粉13％。其中，所述金刚石颗粒的粒径为0.4-1mm，所述铜粉、钴粉、钨粉、银粉及锡粉均过360目筛。

所述的金刚石锯片刀头的制作方法，包括如下步骤：

步骤一，备料：按照所述质量配比，分别称取前段料、中段料和后段料备用；

步骤二，冷压：将步骤一称量好的前段料、中段料和后段料分别混合均匀后，于205kg/cm²下冷压成片，得前段压片、中段压片及后段压片；

步骤三，热压烧结：将前段压片、中段压片及后段压片依次置于热压模具中，于220kg/cm²、800℃下热压烧结10min后，热压烧结为一体，即得所述金刚石锯片刀头。

用所述金刚石锯片刀头制作金刚石锯片的方法，步骤如下：

步骤一：配制喷砂料，将喷砂料置于喷砂设备中，所述喷砂料由按照质量百分比计的如下组分制得：碳化硅97％、防锈剂2％、硬脂酸钠0.9％、十二烷基苯磺酸钠0.1％，所述喷砂料的制作方法为：按照所述配比，将碳化硅、防锈剂、硬脂酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，即得；

步骤二：将金刚石锯片刀头表面进行清理，将步骤一所述喷砂料喷射至金刚石锯片刀头表面；

步骤三：将步骤二所得经过喷砂处理的金刚石锯片刀头焊接至锯片基体上，即得所述金刚石锯片。

对实施例1至3制得的刀头性能进行测试，刀头厚度均为1.8mm，并将实施例1至3所得刀头分别焊接至直径为250mm的圆形基体上，基体厚度为2mm。其中致密度的测试参见标准GB/T5163-2006，抗冲击韧性的测试参见标准GBT 5318-1985，抗弯强度的测试参见标准GB/T 5319-2002，硬度的测试参见标准GB/T 230.1-2009，刀头磨耗比按照JB-T3235-1999进行测试，结果如下表1：

表1 刀头性能测试

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。