锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法

摘要

本发明涉及一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法，属于金刚石加工工具的技术领域。本发明所述的制备方法通过以下工序制备得到：金属结合剂和金刚石的配料、造粒‑冷压‑热压烧结‑激光焊接‑开刃、抛光、喷漆‑检验包装入库；其特征在于：所述金刚石刀头由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成。采用本发明的方法制备得到的切割片具有切缝窄、耗材少、切割偏摆小、切边整齐、切割锋利度好等优点，特别适用于建筑材料、墙体、水泥混凝土、固化混凝土、钢筋混凝土、硬混凝土砖和混凝土桩等硬质材料的切割。

权利要求

1.一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法，通过以下工序制备得到：金属结合剂和金刚石的配料、造粒-冷压-热压烧结-激光焊接-开刃、抛光、喷漆-检验包装入库；其特征在于：金刚石刀头由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成；并且所述切割片包括圆形基体，所述圆形基体包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面，以及位于圆周边缘的侧表面；从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成的具有贯通至第一主表面与第二主表面的多个排屑槽，而相邻排屑槽之间形成有金刚石刀头，所述金刚石刀头具有波浪形的锯齿工作面，以及自所述锯齿工作面上形成的延伸至所述第一主表面和第二主表面的金刚石切割面，而所述金刚石切割面上形成有U形凹口；其中，所述金属结合剂由18～20wt％的FCP合金粉、25～30wt％的铜粉、6～8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成；所述雾化合金粉中，以其重量计含有：15～20wt％的碳化物、10～15wt％的钴、8～10wt％的锡、3～5wt％的造孔剂，和余量的铁；所述雾化合金粉中，所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：15～20wt％的Ni、8～10wt％的W、10～12wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.0～1.2wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：烧结温度为780～820℃，压力为250～

300kgf/cm2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金刚石的浓度为0.8～1.1ct/cm3。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述金刚石的粒度为30/35～45/50。

5.一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法，包括以下步骤：

1)配料、造粒：按照配比，取金属结合剂，并加入金刚石，预混制成成型料，采用三维混料机混料，然后利用造粒机进行造粒得到成型料，粒径为50～200μm；

2)冷压：调整好工装模具，投放成型料组装到冷压成型模中加压成型得到切割片坯材；

3)热压烧结：将切割片坯才放入石墨模具中，在带真空环境的热压烧结压机中进行加压烧结，热压烧结温度在800℃左右，单位压力250-300kgf/cm2；

4)将热压烧结好的刀头，进行去毛刺、磨弧；与基体一起，在激光焊接设备上，进行激光焊接加工，让刀头与基体链接在一起；

5)抛光、喷漆、开刃：将激光焊接好的切割片，进行表面抛光，喷清漆，再用砂轮打磨使金刚石暴露；

6)检验、激光打标，按要求包装入库；其中，所述切割片包括圆形基体，所述圆形基体包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面，以及位于圆周边缘的侧表面；从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成的具有贯通至第一主表面与第二主表面的多个排屑槽，而相邻排屑槽之间形成有金刚石刀头，所述金刚石刀头具有波浪形的锯齿工作面，以及自所述锯齿工作面上形成的延伸至所述第一主表面和第二主表面的金刚石切割面，而所述金刚石切割面上形成有U形凹口；其中，所述金属结合剂由18～20wt％的FCP合金粉、25～30wt％的铜粉、6～8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成；所述金刚石的浓度为0.8～1.1ct/cm3；所述雾化合金粉中，以其重量计含有：15～20wt％的碳化物、10～

15wt％的钴、8～10wt％的锡、3～5wt％的造孔剂，和余量的铁；所述雾化合金粉中，所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：15～20wt％的Ni、8～10wt％的W、10～12wt％的Co、

1.0～1.5wt％的C、1.0～1.2wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到。

说明书

锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及超硬磨料制品的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法。

背景技术

[0002] 当今市场，金刚石切割片已广泛应用于大理石、花岗岩、混凝土，沥青，陶瓷、玻璃、珠宝玉石，半导体等材料切割加工，不断提高产品效率，降低材料损耗，尤其在加工名贵石材，玉石及玻璃制品及半导体材料时，减少材料损耗，提高经济效益是市场共同追求的方向。金刚石切割片由两方面组成：金刚石刀头和切割片中心基体，切割片中心基体厚度决定金刚石刀头厚度，中心基体厚度越厚，切割时切缝越宽，切割效率越低，材料损耗越大，经济效益越差，基体厚度变薄，刀头变薄，切割效率提升，材料损耗下降；但是基体变薄后将导致基体本身刚性下降，承受载荷能力降低，切割时产生偏摆，进而丧失切割能力。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法。

[0004] 为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：

[0005] 一种锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法，通过以下工序制备得到：金属结合剂和金刚石的配料、造粒-冷压-热压烧结-激光焊接-开刃、抛光、喷漆-检验包装入库；其特征在于：所述金刚石刀头由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成。

[0006] 其中，热压烧结在真空条件下进行，并且烧结温度为780～820℃，压力为250～300kgf/cm2。

[0007] 其中，所述金刚石的浓度为0.8～1.1ct/cm3。

[0008] 其中，所述金刚石的粒度为30/35～45/50；作为优选地，粒度为30/35的体积占25～35％，粒度为35/40的体积占35～45％，粒度为40/45的体积占25～35％。

[0009] 其中，所述金属结合剂由18～20wt％的FCP合金粉、25～30wt％的铜粉、6～8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。

[0010] 其中，所述雾化合金粉中，以其重量计含有：15～20wt％的碳化物、10～15wt％的钴、8～10wt％的锡、3～5wt％的造孔剂，和余量的铁。

[0011] 其中，所述造孔剂为棕刚玉、石墨，或者它们的组合。

[0012] 其中，所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：15～20wt％的Ni、8～10wt％的W、10～12wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.0～1.2wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到。

[0013] 本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法的制备方法，包括以下步骤：

[0014] 1)配料、造粒：按照配比，取雾化合金粉、FCP合金粉、铜粉，和镍粉，并加入金刚石，预混制成成型料，采用三维混料机混料，然后利用造粒机进行造粒得到成型料，粒径为50～200μm。

[0015] 2)冷压：调整好工装模具，投放成型料组装到冷压成型钢模中加压成型得到切割片坯材。

[0016] 3)热压烧结：将切割片坯才放入石墨模具中，在带真空环境的热压烧结压机中进行加压烧结，热压烧结温度在800℃左右，单位压力250-300kgf/cm2。

[0017] 4)将热压烧结好的刀头，进行去毛刺、磨弧；与基体一起，在激光焊接设备上，进行激光焊接加工，让刀头与基体链接在一起。

[0018] 5)抛光、喷漆、开刃：将激光焊接好的切割片，进行表面抛光，喷清漆，再用砂轮打磨使金刚石暴露。

[0019] 6)检验、激光打标，按要求包装入库。

[0020] 其中，所述切割片包括圆形基体，所述圆形基体包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面，以及位于圆周边缘的侧表面；从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成的具有贯通至第一主表面与第二主表面的多个排屑槽，而相邻排屑槽之间形成有金刚石刀头，所述金刚石刀头具有波浪形的锯齿工作面，以及自所述锯齿工作面上形成的延伸至所述第一主表面和第二主表面的金刚石切割面，而所述金刚石切割面上形成有U形凹口。

[0021] 与最接近的现有技术相比，本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法具有以下有益效果：

[0022] 采用本发明的方法制备得到的切割片具有切缝窄、耗材少、切割偏摆小、切边整齐、切割锋利度好等优点，特别适用于建筑材料、墙体、水泥混凝土、固化混凝土、钢筋混凝土、硬混凝土砖和混凝土桩等硬质材料的切割。

附图说明

[0023] 图1为本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法的整体结构示意图。

[0024] 图2为本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法的平面示意图。

具体实施方式

[0025] 以下将结合具体实施例对本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片的制备方法做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要指出的是实施例中有关结构、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。

[0026] 如附图1-2所示，本发明所述的锯齿双面凹U锋利型混凝土激光焊接切割片，包括圆形基体10，所述圆形基体10包括第一主表面12、与第一主表面相对的第二主表面(图中未示出)，以及位于圆周边缘的侧表面14；从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成的具有贯通至第一主表面与第二主表面的多个排屑槽16，而相邻排屑槽16之间形成有金刚石刀头20，所述金刚石刀头20具有波浪形的锯齿工作面22，以及自所述锯齿工作面22上形成的延伸至所述第一主表面和第二主表面的金刚石切割面24，而所述金刚石切割面上形成有U形凹口26。在图1-2中，每个金刚石切割面上间隔地设置有两个U形凹口，每个金刚石刀头的个数为15个，当然根据切割片的大小以及材质等，还可以设计1个U凹口，3个U形凹口等，而金刚石刀头的个数可以从10个至30个不等。另外，所述圆形基体上形成有多个阵列排布的散热孔30，每个阵列排布的散热孔30中的至少两个具有不同的直径。

[0027] 在本发明中，所述金刚石刀头由金属结合剂和金刚石热压烧结而成。并且，所述热2
压烧结在真空条件下进行，并且烧结温度为780～820℃，压力为250～300kgf/cm。其中，所述金刚石的浓度为0.8～1.1ct/cm3，并且所述金刚石的粒度为30/35～45/50；作为优选地，粒度为30/35的体积占25～35％，粒度为35/40的体积占35～45％，粒度为40/45的体积占25～35％。其中，所述金属结合剂由18～20wt％的FCP合金粉、25～30wt％的铜粉、6～8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：15～20wt％的碳化物、10～15wt％的钴、8～10wt％的锡、3～5wt％的造孔剂，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。
所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：15～20wt％的Ni、8～10wt％的W、10～12wt％的Co、1.0～1.5wt％的C、1.0～1.2wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为20～50nm。所述造孔剂为棕刚玉、石墨，或者它们的组合，造孔剂的粒径为1.0～10μm。

[0028] 本发明所述的激光切割片通过包括以下工序的制备工艺制备得到：金属结合剂和金刚石的配料、造粒-冷压-热压烧结-激光焊接-开刃、抛光、喷漆-检验包装入库。

[0029] 具体的制备工艺如下：

[0030] 1)配料、造粒：按照配比，取雾化合金粉、FCP合金粉、铜粉，和镍粉，并加入金刚石，预混制成成型料，采用三维混料机混料，然后利用造粒机进行造粒得到成型料，粒径为50～200μm。

[0031] 2)冷压：调整好工装模具，投放成型料组装到冷压成型钢模中加压成型得到切割片坯材。

[0032] 3)热压烧结：将切割片坯才放入石墨模具中，在带真空环境的热压烧结压机中进行加压烧结，热压烧结温度在800℃左右，单位压力250-300kgf/cm2。

[0033] 4)将热压烧结好的刀头，进行去毛刺、磨弧；与基体一起，在激光焊接设备上，进行激光焊接加工，让刀头与基体链接在一起，基体采用30CrMo材料。

[0034] 5)抛光、喷漆、开刃：将激光焊接好的切割片，进行表面抛光，喷清漆，再用砂轮打磨使金刚石暴露。

[0035] 6)检验、激光打标，按要求包装入库。

[0036] 实施例1

[0037] 在本实施例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为800℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由18wt％的FCP合金粉、30wt％的铜粉、
3
6wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm ，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为
20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：20wt％的碳化钨、10wt％的钴、10wt％的锡、2.8wt％的棕刚玉、1.2wt％的石墨，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和镍粉的粒径为1.0～10μm。

[0038] 实施例2

[0039] 在本实施例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为2
800℃，压力为280kgf/cm 。其中，所述金属结合剂由20wt％的FCP合金粉、25wt％的铜粉、
8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为
20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：20wt％的碳化钨、10wt％的钴、10wt％的锡、2.8wt％的棕刚玉、1.2wt％的石墨，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和镍粉的粒径为1.0～10μm。

[0040] 实施例3

[0041] 在本实施例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为780℃，压力为300kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由18wt％的FCP合金粉、30wt％的铜粉、
6wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为
20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：20wt％的碳化钨、10wt％的钴、10wt％的锡、2.8wt％的棕刚玉、1.2wt％的石墨，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和镍粉的粒径为1.0～10μm。

[0042] 实施例4

[0043] 在本实施例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本实施例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为820℃，压力为250kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由20wt％的FCP合金粉、25wt％的铜粉、
8wt％的镍粉，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为
20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：20wt％的碳化钨、10wt％的钴、10wt％的锡、2.8wt％的棕刚玉、1.2wt％的石墨，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。而金属结合剂中采用的铜粉和镍粉的粒径为1.0～10μm。

[0044] 比较例1

[0045] 在本比较例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本比较例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为800℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由为雾化合金粉。其中，金刚石的浓度为
1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述雾化合金粉中，含有：4.6wt％的锡、30wt％的铜、9.6wt％的镍、1.44wt％的钨、6.4wt％的钴、0.18wt％的碳，9.4wt％的碳化钨，1.4wt％的棕刚玉，0.6wt％的石墨，和余量的铁，且其粒度为1.0～10μm。

[0046] 比较例2

[0047] 在本比较例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本比较例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为800℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由98wt％的FCP合金粉，1.4wt％的棕刚玉和0.6wt％的石墨组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；
并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为20～50nm。所述石墨和棕刚玉的粒径为1.0～10μm。

[0048] 比较例3

[0049] 在本比较例中，所述的激光焊接切割片由本发明的方法制备得到，具体来说，本比较例的切割片由金属结合剂和金刚石在真空条件下，经过热压烧结而成，并且烧结温度为800℃，压力为280kgf/cm2。其中，所述金属结合剂由55wt％的FCP合金粉，和余量的雾化合金粉组成。金刚石的浓度为1.1ct/cm3，其中粒度为35/40的体积占30％，粒度为40/45的体积占40％，粒度为50/60的体积占30％。所述FCP合金粉中，以其重量计含有以下组分：
20wt％的Ni、8wt％的W、10wt％的Co、1.0wt％的C、1.0wt％的WC，和余量的Fe组成；并且上述组分在球磨机中进行机械合金化处理180～200小时得到，粒径为20～50nm。所述雾化合金粉中，以其重量计含有：20wt％的碳化钨、10wt％的钴、10wt％的锡、2.8wt％的棕刚玉、
1.2wt％的石墨，和余量的铁，粒径为1.0～10μm。

[0050] 实施例1-4以及比较例1-3制备得到的连接金属法兰的金刚石切磨片的磨削、切割和切割寿命性能比较如表1所示。

[0051] 为了便于比较，加工对象均为相同的水泥混凝土，且以比较例1得到切割片的切割效率和切割寿命为基准(即均标记为1)，其它实施例和比较例的切磨片的切割效率和切割寿命相对其的倍数如表1所示。

[0052] 表1

[0053]  切割效率比 切割寿命比
实施例1 2.11 2.03
实施例2 2.05 1.98
实施例3 1.95 1.95
实施例4 1.91 1.90

[0054]比较例1 1 1
比较例2 1.85 0.65
比较例3 1.76 0.95

[0055] 对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。