[发明专利]一种仿生金刚石圆锯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种仿生金刚石圆锯片及其制备方法，本发明的仿生金刚石圆锯片包括基体，基体外边缘的排料槽结构，以及相邻排料槽间均匀分布的仿生锯齿结构。所述的仿生锯齿结构为基于典型贝壳毛蚶非光滑体表设计，将锯齿结构制备为类似毛蚶体表表现的凹凸波纹阵列。本发明圆锯片适用于石材、混凝土、陶瓷等硬脆材料的锯切加工，不仅具有耐磨性强，锯切阻力小等优点，降低锯切功耗，减少生产成本。

技术领域

本发明属于机械工程领域，具体来说涉及一种基于毛蚶非光滑体表形貌的仿生金刚石圆锯片及其制备方法。

背景技术

传统金刚石圆锯片加工材料环境恶劣，实际加工过程中利用锯齿仿生锯齿(刀头)在高速旋转条件下去除工件多余材料，最终进行切断，在此过程中刀具承受高速碰撞、强烈摩擦并伴随大量热载荷综合作用下决定了锯片容易磨损、产生裂纹甚至断裂，大大降低锯切服役寿命和锯切质量。金刚石圆锯片普遍存在耐磨性不高、金刚石磨粒利用率低，服役寿命与加工效率相互制约问题一直未能解决，直接影响了工程进度以及能源产业转型升级。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿生金刚石圆锯片及其制备方法。

一种仿生金刚石圆锯片，包括基体和仿生锯齿；

所述基体的圆心处形成有轴孔，所述基体的外圈间隔设置有多个结构相同的仿生锯齿，在相邻的仿生锯齿之间的基体边缘处形成有排料槽；

所述仿生锯齿的两侧面形成有两侧正弦条纹，所述仿生锯齿的端面形成有外缘正弦条纹，所述两侧正弦条纹和外缘正弦条纹的曲线可通过以下公式表示：

y＝a sin(bx)

其中，0.1≤a≤0.3，1≤b≤3。

在上述技术方案中，所述基体采用65Mn、50Mn2V或75Cr合金材料，基体厚度2-2.8mm。

在上述技术方案中，所述基体的直径为300-400mm，所述轴孔为25.4mm。

在上述技术方案中，所述仿生锯齿厚度为2-4mm，长度为30-40mm。

在上述技术方案中，所述仿生锯齿的数量为20-24个。

一种仿生金刚石圆锯片的制备方法，按照下列步骤进行：

(1)将质量百分比为：Cu30％～40％、Fe10％～30％、Ni8％～10％、B3％～5％、Si4％～6％、Cr9％～12％的仿生锯齿胎体放入球磨机中进行机械合金化混匀，时长为0.5～2h；

(2)将浓度为8％～10％，粒度为50～60目金刚石与步骤(1)得到的仿生锯齿胎体混合料置入混料机内，充分混合2h～4h，得到仿生锯齿混合料；

(3)基于仿生几何数学公式y＝asin(bx)，其中0.1≤a≤0.3，1≤b≤3，制备仿生锯齿的模具，所述的模具由上、下相同对称模组成，其内表面形态为仿生锯齿外表面形态；

(4)仿生锯齿热压成型，高温烧结；

(5)退模、去毛刺；

(6)基体加工技术，为保证基体外圆和内孔尺寸精度利用激光切割机对合金钢板切割加工，热处理整平，表面磨平，测平直度，适张处理；

(7)激光焊接，将仿生锯齿与锯片基体焊接，制造仿生圆锯片；

(8)校准和休整；

(9)适张度。

本发明的优点和有益效果为：