[发明专利]金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体及其加工方法，属于金刚石圆锯片制造技术领域。

背景技术

金刚石圆锯片是一种广泛应用在石料加工行业的加工工具，现有的金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体中所使用的纤维增强材料，大部分采用的是普通的玻璃纤维方格布和玻璃纤维网格布。图1、图2分别为现有技术方格布的编织结构示意图。如图1并结合图2所示，现有的材料，包括方格布、斜纹布、平纹布和单向布在内，都是通过经线100和纬线200编织而成的，构成经线100和纬线200的纤维长丝在编织的过程中必须弯曲，这种弯曲编织的复合材料基体整体强度和刚度不够，在锯切硬度偏低的石材，比如：大理石板材时，还比较顺利，而锯切硬度偏高的石材，比如：花岗岩石板时，复合材料基体锯片常常会出现抖动现象，尤其是锯切硬质花岗石的时候，锯切的锯缝不直，很容易造成锯出的石板厚薄不均，进而导致废品率大大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体及其加工方法，本发明利用纤维层叠置无织造屈曲的特点，提高了基体的平整度；多层叠置时各个纤维层内纤维束的轴向取向之间以相同的角度均匀错开，确保基体在径向的均匀性；优选通过两部分组合层镜像叠置后结合成整体增强纤维材料，使基体在任意截面方向上都保持均质对称，对锯片基体起到增强的作用，使锯片的强度和刚度都得到明显提高，切割直线稳定，板材厚薄均匀，大大提高了产品质量。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体，该基体包括聚合物填充材料和增强纤维材料，聚合物填充材料填充在增强纤维材料之间，所述的增强纤维材料是由多个纤维层叠置而成，每一纤维层均由轴向纤维束制成，相邻的两个纤维层内纤维束的轴向取向在多层叠置时相互均匀错开。

根据需要，所述的纤维层包括单轴向纤维层、二轴向纤维层、三轴向纤维层或四轴向纤维层；所述二轴向纤维层、三轴向纤维层或四轴向纤维层中的不同轴向纤维束之间相互叠置，并通过涤纶纱线捆扎连接成一体。

为了保证叠置均匀，所述的单轴向纤维层的纤维束取向相邻夹角为180°；二轴向纤维层的纤维束取向相邻夹角为90°，误差±5°；三轴向纤维层的纤维束取向相邻夹角为60°，误差±4°；四轴纤维层的纤维束取向相邻夹角为45°，误差±3°。

根据需要，所述的纤维束包括：玻璃纤维束、芳纶纤维束、碳纤维束、玄武岩纤维束其中之一或其组合。其中，所述的玻璃纤维束包括：无碱玻璃纤维束、高强玻璃纤维束和高模量玻璃纤维束其中之一或其组合。

为了保证了基体在径向的各个方向上的均匀性，所述每一纤维层中的每一组轴向纤维束，都有一束纤维通过基体的圆心，多个纤维层叠置后，每个纤维层的中心保持同心。

所述的增强纤维材料包括：上、下镜像叠置的两个组合层，每一组合层是由多层纤维层叠置而成；上、下两个组合层中叠置的多层纤维层的层数相等。

所述的聚合物填充材料是由热固性树脂或热塑性树脂及固化剂、促进剂共同组成并经加热、加压固定成型的胶层或灌注层。

本发明还提供一种上述金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体的加工方法，该加工方法包括如下步骤：

步骤1：按照尺寸要求，对单层纤维层进行裁剪；

步骤2：将多个单层纤维层中纤维束的轴向取向彼此均匀错开角度叠置在一起，相邻两个纤维层之间涂覆聚合物填充材料，形成组合层；再将层数相等的上、下两个组合层镜像叠置在一起；

步骤3：在上、下两个镜像叠置在一起的组合层之间用聚合物填充材料粘结，形成基体的增强纤维材料；将增强纤维材料周围包括与钢基嵌入件连接部分完全涂满或注满聚合物填充材料，经过固化形成胶层或灌注层，制成由轴向纤维层增强的完整的金刚石圆锯片聚合物基复合材料基体。

所述的步骤1之前还包括步骤001：设置每层纤维层的纤维束取向夹角，具体包括：单轴纤维层纤维束的取向夹角为180°；二轴纤维层纤维束的取向相邻夹角为90°，误差±5°；三轴纤维层纤维束的取向相邻夹角为60°，误差±4°；四轴纤维层纤维束的取向相邻夹角为45°，误差±3°。

所述的步骤001之后还包括步骤002：采用涤纶纱线将所述单轴向、二轴向、三轴向或四轴向纤维层按步骤001所述的角度，叠置并捆扎成由多个单层轴向纤维层构成的、层数相等的上、下组合层。

所述的步骤2具体包括，将多个单层纤维层彼此错开角度叠置在一起时，使每层纤维层的中心彼此同心。