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[金刚石锯片]刀头型金刚石圆锯片的无压烧结工艺的制作方法

[金刚石锯片]刀头型金刚石圆锯片的无压烧结工艺的制作方法

作者:
郑州宏飞
来源:
郑州宏飞超硬材料有限公司
2020/02/05 13:15
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金刚石圆锯片

金刚石圆锯片是一种切割工具,包括连续边缘型圆锯片和刀头型圆锯片等类型,广泛应用于石材,陶瓷等脆硬材料的加工。本发明所涉及的生产工艺,属于刀头型金刚石圆锯片生产过程中的一项中间工艺。刀头型金刚石圆锯片主要由基体与刀头两部分组成。基体是粘结刀头的主要支撑部分,刀头表现为锯齿断开,一般与基体焊接,在使用过程中起切割作用。刀头中的金属胎体结合剂将金刚石粉末颗粒包裹、粘接在刀头内部。

技术实现要素:
 
1)原材料准备:在原材料准备时,需在配料中添加一定比例的锡青铜合金(如CuSn15)粉末成分和铁粉材料。其目的是为了在其后的无压烧结工艺中,提高刀头粘接性和烧结密度。
 
2)冷压成型:原材料通过三维混料机进行均匀混合后,直接送到冷压车间进行冷压制坯。为使刀头的密度提高,冷压压力须适当提高,其最高压力范围在1200MPa~1600MPa之间。冷压方式为逐层压制、一次成型,在同一工序中将生坯压制到适于无压烧结工艺所需的形状与尺寸。
 
3)无压烧结:生坯压制成型后,送入无压车间进行无压烧结。
 
无压烧结的具体要求是在金刚石刀头生坯进行无压烧结工艺时,须将冷压成型的刀头生坯摆放整齐,生坯块与生坯块之间须以石墨隔板隔开。
 
刀头生坯在密封的无压烧结炉中进行无压烧结。在无压烧结工艺过程中,须在密封炉膛内通入H2和N2混合气体,炉膛内的压力保持在0.1MPa左右,不得超过0.2MPa。其温度范围是700℃~900℃,烧结时间为3小时,生坯在烧结时间结束后,须保温1小时,然后,降温时间为0.5小时,当温度降至200℃及以下时取出刀头产品。
 
经检验,无压烧结刀头产品的各项性能指标达到和超过了热压烧结刀头产品。而且刀头与锯片基体的焊接效果更加牢靠,无掉齿现象。
 
具体实施方式
 
1.原材料准备:为了在其后的无压烧结工艺中,提高刀头粘接性和烧结密度。用于制造刀头的原材料由粘结金属、硬质耐磨材料和用以调整胎体性能的添加剂粉末组成。在原材料准备时,需在配料中添加一定比例的锡青铜合金(如CuSn15)粉末成分和铁粉材料。
 
2.混料:配粉后的原材料,送入三维混料机中进行混料处理,经混料机均匀混合后的粉料不能久放(一般不超过4小时),须立即送至冷压车间压制成刀头生坯。
 
3.冷压成型:应选择压力范围大,自动化程度高的多层自动冷压机制坯。如图3所示,为保证刀头足够的粘接性和烧结密度,其冷压压力须适当提高,其上刀头2和下刀头3之间的最高压力范围在1200MPa~1600MPa之间,冷压方式为粉料在模具1中逐层压制、一次成型,在同一工序中将复合层生坯4压制到适于无压烧结工艺所需的形状与尺寸。
 
4.无压烧结:如图4所示,生坯2压制成型后,送入无压车间进行无压烧结。生坯2在进行无压烧结工艺时,须摆放整齐,水平放置或竖直放置,生坯块与生坯块之间须用石墨隔板隔开。实施过程为:
 
①按无压烧结的要求将冷压生坯2放在输送带滚轮6上,做好送入准备。
 
②当烧结炉3升温到指定温度450℃时,往烧结炉中输入N2,输入时间为5~10分钟,其主要目的是驱除烧结炉膛内的氧气。
 
③烧结炉停止单独供应N2,改为通入H2和N2混合气体(6~8立方米)。
 
④烧结炉点火升温,将温度升高到指定温度700℃~900℃后,将气压量调到指定气压0.1MPa。
 
⑤通过送料液压缸1将刀头生坯2送入密封无压烧结炉3中进行无压烧结。在无压烧结工艺过程中,须在密封炉膛内保持H2和N2混合气体环境,炉膛内的压力保持在0.1MPa左右,不得超过0.2MPa,其温度范围是700℃~900℃,烧结时间为3小时,生坯在烧结时间结束后,须保温1小时,然后,送到降温区4,降温时间为0.5小时,当温度降至200℃及以下时,从降温区4取出刀头产品5。
 
⑥经无压烧结生产的刀头产品,可以直接送焊接车间与圆锯片基体焊接成刀头型金刚石圆锯片,并进行其后的各项工艺。
 

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