金剛石圓鋸片刀頭的制造在國外普通采用粉末冶金法壓制成型工藝。該工藝有幾方面不利因素:1)該工藝制造的刀頭所用的金剛石要求有較高的品級牺堰;2)粉末冶金法壓制刀頭對胎體配方的設計和工藝要求較嚴格拄轻,否則金剛石脫落現(xiàn)象將非常普遍,從而造成極大的浪費伟葫;3)粉末冶金法生產過程會使金剛石產生熱損傷影響金剛石原有的性能恨搓,并進一步影響鋸片的切削性能。
研究工作者針對某些硬度較高的難加工石材酒旷,采用各種手段對制造刀頭進行了大量研究雳犹,刀頭的切削性能有所改善。但刀頭中金剛石利用率低的問題仍未得到很好的解決渡表,而且制造成本很高娶讽。本文提出了電鍍與粉末冶金結合制造金剛石圓鋸片刀頭的新方法,并針對有關技術問題進行了初步研究和探討赐罪。
制造方法
1)采用電鍍方法制取金剛石復合片
選用1mm厚銅板作為基體涉等,經過除油、清洗后用夾具夾持牢固详础。夾具將銅板分割為眾多的24mm×12mm小塊程挑,每個小塊表面經復合電沉積金剛石后揭下即成一復合片。
將銅板作為陰極,通電沉積Ni或Ni-Co金屬后臊耳,在平放的銅板上均勻撒上一層金剛石(稱之為上砂)疾隙,以小電流密度沉積一定時間后下砂,隨后加大電流密度進行加厚鍍绢贵,在金剛石大部分或全部被沉積金屬埋入時艰争,取出夾具,用水清洗干凈桂对,從銅板基體上揭下沉積好的復合片,烘干后備用鸠匀。
2)粉末冶金法粘結金剛石復合片
選用幾種金屬粉末蕉斜,低熔點銅粉為主,廉價金屬粉為輔缀棍。加工石材材質不同宅此,要選擇不同的金屬粉及配比。
3)裝模方式的選擇
模具尺寸為24mm×12mm×9mm爬范。使用金剛石復合片取代原來的磨料層父腕,每片復合片尺寸為24mm×12mm,其厚度主要取決于電鍍工藝過程中的加厚沉積時間及電流密度青瀑,與復合片中使用的金剛石磨粒的直徑值相近璧亮。組裝層數(shù)可根據(jù)加工石材材質進行調整。加工石材晶粒越大斥难,層數(shù)越小枝嘶。
4)燒結工藝的選擇
由于主要采用低熔點金屬粉作為粘結劑,因此可采用較低的燒結溫度蟹梗,相比于普通的粉末冶金燒結法膜暴,能夠降低金剛石的熱損傷程度。也可采用冷壓成型尚稍,真空燒結工藝道暑。
新方法的主要特點
1)降低金剛石熱損傷
電鍍工藝制造金剛石復合片不存在對金剛石的熱損傷,在使用金屬粉末熱壓連接時竭珊,可采用相對較低的熱壓溫度人蕊,從而可一定程度地降低對金剛石的熱損傷。
2)降低了刀頭的燒結難度
對于本工藝制造的金剛石鋸片刀頭梆载,磨料把持力問題由電鍍工藝決定摇蝗,易于得到良好的把持力。金剛石氧化問題可以不考慮撵刷,而且燒結溫度較低裆蛆,因此降低了燒結難度。
3)制造的刀頭鋒利度好
電鍍金剛石制品鋒利度好,可提高加工效率啼术。
4)可采用高濃度
電鍍金剛石制品可采用很高的磨料濃度稍浆,這是粉末冶金法所無法達到的。
5)制造成本較低
電鍍金剛石復合片的制備可選用Ⅱ猜嘱、Ⅲ型低品級金剛石衅枫,可大大降低金剛石圓鋸片刀頭制造成本。
討論
1)電鍍金剛石復合片的質量問題
由于使用了電鍍復合片取代金剛石磨料層朗伶,所以復合片上的金剛石就成為鋸切加工的主體弦撩。復合片的質量是本工藝制造刀頭的基礎,對于最終的刀頭質量具有關鍵作用论皆。復合片質量取決于電鍍時選用的金剛石質量以及電鍍過程的工藝控制益楼。
要求電鍍過程能沉積出細密的胎體材料,并對固化在其中的金剛石有良好的把持力点晴。這取決于沉積合金的選擇感凤、電鍍工藝參數(shù)的選擇、上砂工藝等粒督,其中上砂工藝決定了復合片的金剛石濃度陪竿。電鍍制品允許采用較高的磨料濃度,這是其一大優(yōu)勢屠橄。本工藝通過鋸切試驗確定了含有不同粒度播窒、品級金剛石的復合片中的金剛石濃度。
2)復合片與金屬結合劑的粘結問題
復合片與金屬結合劑之間的粘結是通過金屬粉末的燒結來連接的蘸错,所以金屬粉末層與復合片磨料層之間的結合力是非常重要的牡罚,決定了本工藝方法的可行性,并對鋸切加工性能有重要的影響冬溯。研究表明缰伶,如果電鍍復合片時金剛石埋入深度較深,則金屬與復合片之間的連接轉化為電鍍胎體金屬材料與粉末冶金金屬材料之間的連接录教,兩者之間的結合力良好壮煎,可以承擔鋸切時的載荷。
結語
綜上所述字瘫,采用本工藝制造的刀頭具有成本低触迄,加工效率高的優(yōu)勢,其生產應用將產生良好的經濟效益借街。因此電鍍與粉末冶金結合法制造金剛石圓鋸片刀頭具有一定的推廣應用價值惦参。
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