产品创新

制造金刚石圆锯片刀头的新方法

目前,金刚石圆锯片刀头的制造在国外普通采用粉末冶金法压制成型工艺。该工艺有几方面不利因素:1)该工艺制造的刀头所用的金刚石要求有较高的品级;2)粉末冶金法压制刀头对胎体配方的设计和工艺要求较严格,否则金刚石脱落现象将非常普遍,从而造成极大的浪费;3)粉末冶金法生产过程会使金刚石产生热损伤影响金刚石原有的性能,并进一步影响锯片的切削性能。

    近年来,研究工作者针对某些硬度较高的难加工石材,采用各种手段对制造刀头进行了大量研究,刀头的切削性能有所改善。但刀头中金刚石利用率低的问题仍未得到很好的解决,而且制造成本很高。本文提出了电镀与粉末冶金结合制造金刚石圆锯片刀头的新方法,并针对有关技术问题进行了初步研究和探讨。

    制造方法

    1)采用电镀方法制取金刚石复合片

    选用1mm厚铜板作为基体,经过除油、清洗后用夹具夹持牢固。夹具将铜板分割为众多的24mm×12mm小块,每个小块表面经复合电沉积金刚石后揭下即成一复合片。

    将铜板作为阴极,通电沉积Ni或Ni-Co金属后,在平放的铜板上均匀撒上一层金刚石(称之为上砂),以小电流密度沉积一定时间后下砂,随后加大电流密度进行加厚镀,在金刚石大部分或全部被沉积金属埋入时,取出夹具,用水清洗干净,从铜板基体上揭下沉积好的复合片,烘干后备用。

    2)粉末冶金法粘结金刚石复合片

    选用几种金属粉末,低熔点铜粉为主,廉价金属粉为辅。加工石材材质不同,要选择不同的金属粉及配比。

    3)装模方式的选择

    模具尺寸为24mm×12mm×9mm。使用金刚石复合片取代原来的磨料层,每片复合片尺寸为24mm×12mm,其厚度主要取决于电镀工艺过程中的加厚沉积时间及电流密度,与复合片中使用的金刚石磨粒的直径值相近。组装层数可根据加工石材材质进行调整。加工石材晶粒越大,层数越小。

    4)烧结工艺的选择

    由于主要采用低熔点金属粉作为粘结剂,因此可采用较低的烧结温度,相比于普通的粉末冶金烧结法,能够降低金刚石的热损伤程度。也可采用冷压成型,真空烧结工艺。

    新方法的主要特点

    1)降低金刚石热损伤

    电镀工艺制造金刚石复合片不存在对金刚石的热损伤,在使用金属粉末热压连接时,可采用相对较低的热压温度,从而可一定程度地降低对金刚石的热损伤。

    2)降低了刀头的烧结难度

    对于本工艺制造的金刚石锯片刀头,磨料把持力问题由电镀工艺决定,易于得到良好的把持力。金刚石氧化问题可以不考虑,而且烧结温度较低,因此降低了烧结难度。

    3)制造的刀头锋利度好

    电镀金刚石制品锋利度好,可提高加工效率。
    4)可采用高浓度

    电镀金刚石制品可采用很高的磨料浓度,这是粉末冶金法所无法达到的。

    5)制造成本较低

    电镀金刚石复合片的制备可选用Ⅱ、Ⅲ型低品级金刚石,可大大降低金刚石圆锯片刀头制造成本。



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