一种金刚石锯片的生产工艺转让专利
申请号 : CN201911297078.3
文献号 : CN111266654B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 叶斌
申请人 : 江苏陆氏金刚石工具有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种金刚石锯片的生产工艺,其特征在于:所述金刚石锯片包括基体(1)以及多个金刚石刀片(2),所述多个金刚石刀片(2)均匀分布在基体(1)的外边缘处形成圆盘状结构;
具体包括如下步骤:
A、配料:按重量分数计,金刚石粉末15‑20份,铜粉20‑25份,铁粉30‑40份,锰粉20‑25份,镍粉4‑5份,玻璃纤维粉20‑30份,陶瓷粉10‑20份,氧化铁粉3‑5份,氧化锌粉6‑8份,造孔粉2‑4份;
B、混合冷压:将步骤A中的配料混合,通过专用冷压机的搅拌叶片(55)将上述配料搅拌混合,所述搅拌叶片(55)的外端向上呈圆弧状弯曲延伸,所述搅拌叶片(55)的内侧为切割面,搅拌速度为400r/min‑480r/min,并将配料压制在基体(1)外边缘形成工件a,压制压力为200KN‑280KN,使工件a的金刚石刀片(2)的中心处向基体(1)凸出形成凸起部(22);
C、烧结:将步骤B中得到的多个工件a套设在模具上,并在相邻两工件a之间加设石墨垫片,放置在烧结炉内采用先加压后升温、先降温后卸压的方法,在温度830℃‑840℃,压力
6GPa‑8GPa下进行烧结,得工件b;
D、抛光喷漆:对步骤C中制得的工件b进行抛光喷漆处理;
E、开刃:将上述制得的工件b通过锯片进行开刃,使金刚石刀片(2)的两侧面上形成多个切割槽(21);
所述步骤B中专用冷压机包括底座(8)以及置于底座(8)上的上模(3)、下模(4),还包括粉末筛落机构(5)和上下料机构(6);
所述上模(3)包括上模座(35)、置于上模座(35)上的压头(31)以及驱动压头(31)上下运动的驱动缸a(32),所述压头(31)为柱状结构且压头(31)具有多个等圆周分布的三角状槽体(33),所述三角状槽体(33)的延伸方向与压头(31)的冲压方向一致,所述压头(31)的下端面具有第一吸盘组(34);
所述下模(4)包括下模座(41)以及置于下模座(41)中心处的第一空腔(42),所述下模座(41)的两侧具有轨道(47),所述第一空腔(42)的外边缘为圆形状结构,所述第一空腔(42)的中心处具有一可上下升降的圆盘(43),所述第一空腔(42)内通过多个等圆周分布的三角凸起(44)分隔成多个原料腔室(45),所述三角凸起(44)的尖端处与圆盘(43)的外边缘相靠近,所述圆盘(43)的边缘处具有多个向内凹陷的弧状凹槽(48),所述凹槽(48)与原料腔室(45)依次对应且凹槽(48)置于原料腔室(45)的中心处,所述圆盘(43)通过一驱动缸b(46)实现上下运动,同时上模(3)上的三角状槽体(33)与三角凸起(44)依次配合;
一粉末筛落机构(5),所述粉末筛落机构包括底盘(51)以及置于底盘(51)上方的盆体(52),所述底盘(51)通过一驱动缸c(53)在轨道(47)上实现前后往复运动,所述驱动缸c(53)置于下模座(41)的后端,所述驱动缸c(53)的驱动端与底盘(51)连接,所述盆体(52)上具有转动组件,所述转动组件包括与底盘(51)固定的驱动电机(54),所述驱动电机(54)连接有向盆体(52)内部竖向延伸的转动轴(57),所述转动轴(57)的下端固定连接有多个均匀分布的搅拌叶片(55),所述盆体(52)的底部具有固定板(56),所述固定板(56)上具有与多个原料腔室(45)相配合的通孔(58);所述驱动电机(54)上还设有固定轴(59),所述转动轴(57)的上端凸出于驱动电机(54)向上延伸,所述转动轴(57)的上端与固定轴(59)之间通过传动带(510)连接;
一上下料机构(6),所述上下料机构(6)包括上料区域(61)、送料组件以及下料平台(62),所述送料组件置于下料平台(62)的上方,所述送料组件包括置于底座(8)一侧的移动块(63)以及置于下料平台(62)上的固定座(64),所述移动块(63)的下端面具有第二吸盘组(610),所述移动块(63)的一侧通过驱动缸d(65)在底座(8)上作前后方向直线往返运动,所述移动块(63)上具有驱动缸e(66),所述驱动缸e(66)带动第二吸盘组(610)作上下方向直线运动;所述固定座(64)的上端具有水平台(67),所述水平台(67)通过驱动缸f(68)实现上下升降,所述固定座(64)的下端具有第三吸盘组(611),所述第三吸盘组(611)通过驱动缸g(69)实现上下升降,所述驱动缸f(68)与驱动缸g(69)置于固定座(64)内,所述固定座(64)通过驱动缸h(612)实现在下模座(41)上的往复直线运动。
2.根据权利要求1所述一种金刚石锯片的生产工艺,其特征在于:所述第一吸盘组(34)、第二吸盘组(610)与第三吸盘组(611)均包括吸盘(71)、连接壳(75)、吸气软管(72)以及真空泵(73),所述吸盘(71)的一侧端面固定连接有连接壳(75),所述吸气软管(72)置于连接壳(75)内且吸气软管(72)的一端与吸盘(71)连通,所述吸气软管(72)的另一端贯穿连接壳(75)且与真空泵(73)连接,所述吸盘(71)上具有与吸气软管(72)相通的气孔(74);所述第二吸盘组(610)与第三吸盘组(611)的连接壳(75)与对应的驱动缸连接且真空泵(73)固定设置在对应连接壳(75)的外侧壁,所述第一吸盘组(34)的压头(31)固定包覆在连接壳(75)的外壁,所述第一吸盘组(34)的吸盘(71)置于压头(31)的下端面且真空泵(73)置于压头(31)的外侧。
3.根据权利要求2所述一种金刚石锯片的生产工艺,其特征在于:所述连接壳(75)与吸盘(71)连接的一端向内一体延伸有锥形体(76),所述锥形体(76)与吸盘(71)之间形成第二空腔(78),所述吸气软管(72)的一端贯穿锥形体(76)置于第二空腔(78)内,且吸气软管(72)置于第二空腔(78)内的外圆周固定套设有限位凸环(77),所述限位凸环(77)的外侧壁与锥形体(76)的内侧壁固定连接。
4.根据权利要求1所述一种金刚石锯片的生产工艺,其特征在于:所述步骤A中配料按重量分数计,金刚石粉末18份,铜粉25份,铁粉40份,锰粉22份,镍粉5份,玻璃纤维粉25份,陶瓷粉15份,氧化铁粉4份,氧化锌粉7份,造孔粉3份。
说明书 :
一种金刚石锯片的生产工艺
技术领域:
分,而刀头则是在使用过程中切割的部分。目前金刚石锯片的生产工艺大多采用电镀、高频
焊接及激光焊接,这三种生产工艺都会影响金刚石锯片的结构强度以及切割硬度,基体与
刀头的连接处在受力受热不均的情况下容易产生断裂,焊缝处出现气孔或者焊瘤等,焊接
强度低。
切割片在高速切磨过程中,会产生大量的热量,烧伤工件,金刚石锯片的基体内部热应力集
中,同时震动波向基体中心传播,使切割片在中心处开始出现开裂变形。
发明内容:
结构;
孔粉2‑4份;
400r/min‑480r/min,并将配料压制在基体外边缘形成工件a,压制压力为200KN‑280KN,使
工件a的金刚石刀片的中心处向基体凸出形成凸起部;
力6GPa‑8GPa下进行烧结,得工件b;
方向一致,压头的下端面具有第一吸盘组;
通过多个等圆周分布的三角凸起分隔成多个原料腔室,三角凸起的尖端处与圆盘的外边缘
相靠近,圆盘的边缘处具有多个向内凹陷的弧状凹槽,凹槽与原料腔室依次对应且凹槽置
于原料腔室的中心处,圆盘通过一驱动缸b实现上下运动,同时上模上的三角状槽体与三角
凸起依次配合;
连接,盆体上具有转动组件,转动组件包括与底盘固定的驱动电机,驱动电机连接有向盆体
内部竖向延伸的转动轴,转动轴的下端固定连接有多个均匀分布的搅拌叶片,盆体的底部
具有固定板,固定板上具有与多个原料腔室相配合的通孔;
动块的下端面具有第二吸盘组,移动块的一侧通过驱动缸d在底座上作前后方向直线往返
运动,移动块上具有驱动缸e,驱动缸e带动第二吸盘组作上下方向直线运动;固定座的上端
具有水平台,水平台通过驱动缸f实现上下升降,固定座的下端具有第三吸盘组,第三吸盘
组通过驱动缸g实现上下升降,驱动缸f与驱动缸g置于固定座内,固定座通过驱动缸h实现
在下模座上的往复直线运动。
吸气软管的一端与吸盘连通,吸气软管的另一端贯穿连接壳且与真空泵连接,吸盘上具有
与吸气软管相通的气孔;第二吸盘组与第三吸盘组的连接壳与对应的驱动缸连接且真空泵
固定设置在对应连接壳的外侧壁,第一吸盘组的压头固定包覆在连接壳的外壁,第一吸盘
组的吸盘置于压头的下端面且真空泵置于压头的外侧。
置于第二空腔内的外圆周固定套设有限位凸环,限位凸环的外侧壁与锥形体的内侧壁固定
连接。
份,造孔粉3份。
过专用的搅拌叶片以及高压压制,搅拌叶片呈圆弧状向上延伸,在搅拌叶片高速转动下,配
料粉末集中在搅拌叶片内进行转动,通过搅拌叶片的切割面对粉末进一步研磨,研磨细腻
后的粉末在离心力作用下混合均匀,经过高压压制以及高温烧结,使金刚石刀片内部产生
均匀且细小的气泡量,减小内部热应力,同时气泡对震动波的传播起到吸收作用,避免切割
片的基体出现开裂变形。
及耐磨度,减小气泡直径,使气泡细小并均匀分布,同时高压压制金刚石粉末起到减少金刚
石刀片内的气泡直径的作用,如果单个气泡的直径较大,当金刚石锯片在高速切磨过程中,
以气泡为中心,产生微裂纹,并逐步扩大直至破碎,必然影响金刚石刀片的结构强度,因此
高压压制粉末有效避免这一缺陷,吸收震动波的同时保证金刚石刀片的强度。
的连接稳固性。
附图说明:
具体实施方式:
元必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
孔粉2‑4份;
为400r/min‑480r/min,并将配料压制在基体1外边缘形成工件a,压制压力为200KN‑280KN,
使工件a的金刚石刀片2的中心处向基体(1)凸出形成凸起部22;
力6GPa‑8GPa下进行烧结,得工件b;
为400r/min,并将配料压制在基体1外边缘形成工件a,压制压力为200KN,使工件a的金刚石
刀片2的中心处向基体1凸出形成凸起部22;
下进行烧结,得工件b;
为480r/min,并将配料压制在基体1外边缘形成工件a,压制压力为280KN,使工件a的金刚石
刀片2的中心处向基体1凸出形成凸起部22;
下进行烧结,得工件b;
为450r/min,并将配料压制在基体1外边缘形成工件a,压制压力为250KN,使工件a的金刚石
刀片2的中心处向基体1凸出形成凸起部22;
下进行烧结,得工件b;
磨过程中磨耗,通过专用的搅拌叶片55以及高压压制,搅拌叶片55呈圆弧状向上延伸,在搅
拌叶片55高速转动下,配料粉末集中在搅拌叶片55内进行转动,通过搅拌叶片55的切割面
对粉末进一步研磨,研磨细腻后的粉末在离心力作用下混合均匀,经过高压压制以及高温
烧结,使金刚石刀片内部产生均匀且细小的气泡量,减小内部热应力,同时气泡对震动波的
传播起到吸收作用,避免切割片的基体出现开裂变形。
及耐磨度,减小气泡直径,使气泡细小并均匀分布,同时高压压制金刚石粉末起到减少金刚
石刀片2内的气泡直径的作用,如果单个气泡的直径较大,当金刚石锯片在高速切磨过程
中,以气泡为中心,产生微裂纹,并逐步扩大直至破碎,必然影响金刚石刀片的结构强度,因
此高压压制粉末有效避免这一缺陷,吸收震动波的同时保证金刚石刀片的强度。
刀片的连接稳固性。
金刚石锯片具有极高的硬度,在高温下仍然具有较高的硬度,最主要的是陶瓷材料的导热
性比金属小,金刚石锯片在高速切磨过程中具有较好的绝热效果;其次添加玻璃纤维粉材
料的金刚石锯片其强度和刚度高于传统纯金属制得的金刚石锯片,但是玻璃纤维材料的热
稳定性温度不能超过840℃,因此烧结温度升高,其金刚石刀片内部产生热应力,影响金刚
石刀片强度硬度,而陶瓷材料虽然在高温下仍具有较高的硬度,但是随着温度的不断升高,
其硬度会逐步降低,因此烧结温度控制在830℃‑840℃之间,金刚石刀片2的结构强度及硬
度达最佳状态。经测试,实施例3的金刚石刀片硬度达285HB,实施例2的金刚石刀片硬度达
270HB,实施例1的金刚石刀片硬度达278HB,因此实施例3为最佳实施例。
延伸方向与压头31的冲压方向一致,压头31的下端面具有第一吸盘组34;
上下升降的圆盘43,第一空腔42内通过多个等圆周分布的三角凸起44分隔成多个原料腔室
45,三角凸起44的尖端处与圆盘43的外边缘相靠近,圆盘43的边缘处具有多个向内凹陷的
弧状凹槽48,凹槽48与原料腔室45依次对应且凹槽48置于原料腔室45的中心处,圆盘43通
过一驱动缸b46实现上下运动,同时上模3上的三角状槽体33与三角凸起44依次配合;
的后端,驱动缸c53的驱动端与底盘51连接,盆体52上具有转动组件,转动组件包括与底盘
51固定的驱动电机54,驱动电机54连接有向盆体52内部竖向延伸的转动轴57,转动轴57的
下端固定连接有多个均匀分布的搅拌叶片55,盆体52的底部具有固定板56,固定板56上具
有与多个原料腔室45相配合的通孔58;
的固定座64,移动块63的下端面具有第二吸盘组610,移动块63的一侧通过驱动缸d65在底
座8上作前后方向直线往返运动,移动块63上具有驱动缸e66,驱动缸e66带动第二吸盘组
610作上下方向直线运动;固定座64的上端具有水平台67,水平台67通过驱动缸f68实现上
下升降,固定座64的下端具有第三吸盘组611,第三吸盘组611通过驱动缸g69实现上下升
降,驱动缸f68与驱动缸g69置于固定座64内,固定座64通过驱动缸h612实现在下模座41上
的往复直线运动。
移动,第二吸盘组610的真空泵73停止增压吸气,则基体1落至固定座64上端的水平台67上,
经驱动缸h612的推动将基体1传递至下模座41的圆盘43上端,基体1传动至圆盘43上之前,
搅拌叶片55在驱动电机54的转动下对盆体52内的混合粉末进行研磨混合均匀,与此同时驱
动缸c53推动底盘51在轨道47上移动至圆盘43上,使盆体52下端面的固定板56与圆盘43对
应,此时盆体52内的混合粉末经过通孔58下落至对应的原料腔室45内;待混合粉末以及基
体1均下料至下模座41上后,上模3的压头31在压制压力为200KN‑280KN下对粉末进行压制,
压制过程中驱动缸b46下降带动基体1下降一定高度,混合粉末压制后紧贴设置在基体1的
外边缘出,压制的同时,固定座64按上述步骤取下一基体1,压制完毕后,该固定座64移动至
下模座41上将压制完毕的基体1通过第三吸盘组611吸住,第三吸盘组611可随着驱动缸g69
上下升降,而下一待压制的基体1在水平台67上经过驱动缸f68的驱动至压头31处,压头31
下方的第一吸盘组34将待压制的基体1吸住,此时驱动缸h612将固定座64驱动至下料平台
62上,第三吸盘组611的真空泵73卸压将压制完毕的基体1下料至下料平台62上,压制形成
的金刚石锯片坯体如图6所示,依次循环自动化上下料以及压制。
个吸盘对基体1的上下料工作。驱动缸有电动缸以及气缸两者驱动形式,本发明的专用冷压
机可采用电动缸的驱动形式,较气缸而言其运行更平稳。
连接壳75内且吸气软管72的一端与吸盘71连通,吸气软管72的另一端贯穿连接壳75且与真
空泵73连接,吸盘71上具有与吸气软管72相通的气孔74;第二吸盘组610与第三吸盘组611
的连接壳75与对应的驱动缸连接且真空泵73固定设置在对应连接壳75的外侧壁,第一吸盘
组34的压头31固定包覆在连接壳75的外壁,第一吸盘组34的吸盘71置于压头31的下端面且
真空泵73置于压头31的外侧。
第二空腔78内的外圆周固定套设有限位凸环77,限位凸环77的外侧壁与锥形体76的内侧壁
固定连接。
增压抽气过程中,第二空腔78内的空气在限位凸环77与基体1之间处于真空状态,因此对基
体一直保持吸力,实现上下料的输送,通过卸压放气,对基体1的吸力消失,基体1从吸盘71
上脱落,从而实现上下料。采用该原理实现上下料工作,降低了劳动强度,提高了工作效率。
转动,转动轴57在高速转动下容易产生震动偏移,影响对盆体52内的粉末研磨混合,因此设
置传动带510,使转动轴57在高速转动下受传动带510水平方向的输送力而削弱其震动,保
证转动轴57转动平稳,实现粉末的充分研磨混合,传动带510在转动轴57的转动下与固定轴
59、转动轴57进行咬合传动输送。
明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这
些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书
及其等效物界定。