[发明专利]一种铜基金刚石锯片

说明书

技术领域

本发明涉及金刚石锯片，尤其是涉及一种耐磨铜基金刚石锯片，该锯片适用于花岗岩以及大理石的加工。

背景技术

锯切石材最普遍的工具是金刚石锯片，其性能的好坏是决定石材加工成本和效率的关键。金刚石锯片由三个部分构成：金刚石、结合剂、基体。金刚石锯片按结合剂类型的不同归类起来大约分为钴基金刚石锯片、铁基金刚石锯片和铜基金刚石锯片。根据不同的切割对象，选用不同结合剂的产品。钴基金刚石锯片具有硬度高、耐磨性好等优点，但价格昂贵且烧结温度高，其发展趋势是用低钴或非钴基来代替钴基。铁基金刚石锯片优点是价格低廉、生产工艺简单，但韧性和自锐性差。铜基金刚石锯片的烧结温度低，价格低、韧性好，但耐磨性较差，在切削过程中锯片易磨损，严重影响金刚石锯片的寿命。因此研制一种新型耐磨铜基金刚石锯片成为现实的需要。

发明内容

本发明目的正是针对上述问题而提供一种新型耐磨铜基金刚石锯片。该发明在锯片胎体中同时加入磨料级金刚石和纳米级金刚石，一方面利用纳米级金刚石因比表面积大、硬度和强度高而在锯切过程中具有减摩抗磨的作用，来提高锯片的耐磨性；另一方面利用磨料级金刚石的切削作用来保证锯片的锋利性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的铜基金刚石锯片由刀头和钢基体构成，刀头是由金属粉、磨料级金刚石和纳米级金刚石混合烧制而成。金属粉由下列重量百分比的成分组成：纯铜粉(Cu)：36-40％，铁粉(Fe)：17-22％，镍粉(Ni)：8-12％，碳化钨(WC)：1-4％，锡粉(Sn)：4-7％，青铜粉(Cu-10Sn)：21-28％。磨料级金刚石的浓度为16-20％，纳米级金刚石的浓度为2-10％。

所述金属粉的纯度均在99％以上；所述青铜粉(Cu-10Sn)成分含量为铜90％，锡10％。

所述磨料级金刚石的粒度为40/50，所述纳米级金刚石的平均粒径为200nm。

本发明的铜基金刚石锯片的制作方法包括以下步骤：

a、先将金属粉按配比混合均匀，再依次加入磨料级金刚石和纳米级金刚石进行混合，最后加入液体石蜡混合均匀，石蜡的添加量为整个原料重量的0.8-1.2％；

b、将混合好的成型料和锯片钢基体装入冷压模具中，在2吨/平方厘米的压力下冷压成型；

c、冷压成型的锯片脱模后，在钟罩炉内进行烧结，通入氢气作为还原气氛，烧结温度为880℃并保温60min。在保温55min时开始加压，热压压力：40KN，保温保压5min后卸压。降温冷却，即得金刚石锯片。

本发明相比现有技术的优点在于：同时在锯片中添加了磨料级金刚石和纳米级金刚石，实现了将磨料级金刚石颗粒的切削作用与纳米级金刚石的减摩抗磨作用有机结合的目的，使铜基金刚石锯片具有高效锯切性能和较好的耐磨性。经测试，本发明的锯片与同类锯片相比，其使用寿命可达119.8-132.4m，其使用寿命提高了14.1-26.1％。

具体实施方式

本发明以下结合实施例做进一步描述，但并不是限制本发明。

实施例一：

将纯铜粉(Cu)：36％，铁粉(Fe)：17％，镍粉(Ni)8％，碳化钨(WC)：4％，锡粉(Sn)：7％，青铜粉(Cu-10Sn)：28％，混合均匀之后，依次加入磨料级金刚石浓度16％和纳米级金刚石浓度2％再次混合均匀，最后加入液体石蜡混合。将混合好的成型料和锯片的钢基体装入冷压模具中冷压成型，脱模后放入钟罩炉中，在氢气还原气氛下烧结，烧结温度880℃，保温60min，在保温55min时开始加压，压力40KN，保温保压5min，降温冷却后得金刚石锯片，将锯片开刃后，以福建603花岗岩板材为锯切对象进行实切，板材规格：长660mm，厚20mm。每个锯片重复干切6次，分别记录锯片的锯切前直径和锯切后直径。锯片耐磨度按下列公式计算：S＝(H/Δh)×L

式中：S-使用寿命(m)

H-刀头原始的高度(mm)

Δh-刀头磨损的高度(mm)

L-所切石材的长度(mm)

经计算可得锯片的使用寿命为119.8m，与市场上同类产品的使用寿命105m相比，锯片的使用寿命提高了14.1％。

实施例二：

纯铜粉(Cu)：37.9％，铁粉(Fe)：20％，镍粉(Ni)：10％，碳化钨(WC)：2％，锡粉(Sn)：6.1％，青铜粉(Cu-10Sn)：24％。磨料级金刚石的浓度为18％。纳米级金刚石浓度为5％。制备工艺同上，锯片使用寿命的计算方法同上。