[发明专利]一种金刚石圆锯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属结合剂的金刚圆石锯片，特别是一种烧结式超薄型金刚石锯片，可广泛应用于脆硬性材料的切割，尤其用于玻璃的切磨。

背景技术

目前，玻璃等脆硬性材料的切割加工工具大都采用金刚石圆锯片，由于这些锯片的基体一般厚度在1mm以上，所以很难达到料损、寿命等要求，而采用较薄型的锯片对基体特别是基体外缘凸楞的强度以及基体与刀头的粘结度和牢固度都有影响。加工时基体本身也要求具有一定的弹性，对刀体的加工精度、切削强度及使用寿命提出了较高的要求。中国专利CN2601807Y公开了一种超薄金刚石圆锯片，基体与刀头烧结在一起，刀头呈圆环形，其两个面上均设有抛物线型或直线型凸台，基体为圆环形，圆环形基座外沿上设有花纹，该花纹与刀头配合，增加连接强度，在基体上还设有薄法兰，该技术方案主要通过设置在基体上的薄法兰及沿基座外沿上设置的花纹实现坚固耐用的目的，但上述基座外沿在花纹形状构造及如何与刀头相邻来提高强度并没有提出具体的技术方案。中国专利CN1718407A公开了一种用于光学玻璃和宝石精密加工的金刚石切割刀片，所述凸楞沿圆周均布有若干燕尾槽，在两相邻燕尾槽之间设有倒置的燕尾凹槽，在凸愣根部与若干凹槽槽底之间设有加强筋。该技术方案的目的是使刀体不仅可以通过燕尾凹槽具有的反扣功能使刀体固接在基体上，而且利用燕尾凸楔及加强筋两侧与刀体环槽侧壁的结合，加大了刀体与基体固接面，从而实现刀体与基体连接的牢固性，但其缺陷是：在设燕尾槽时严重降低了基体特别是凸愣的刚度，且在槽底伴有应力集中。

发明内容：

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提供了一种基体外缘凸楞强度高、基体与刀体间结合牢固的用于玻璃切磨加工的金刚石圆锯片及其制备方法。

金刚石圆锯片采用的技术方案是：包括刀体固定在基体上，在基体外缘上设有凸楞，凸楞由凸楔和凹槽沿圆周依次间隔均布形成，在凸楞两侧面疏密不等地分布有凸台及其周缘凹坑。

所述周缘凹坑的外围直径R为300～800μm、深度H为15～21μm；凸台的高度h为10～15μm，直径d为150～400μm；相邻两凸台间的距离D为700～1500μm。

金刚石圆锯片制备方法采用的技术方案是：先加工刀体和基体，再在基体的外缘加工凸楞，最后将刀体固定在凸楞上，在加工凸楞时，采用控制电压为500V、气压为0.5～0.8MPa、激光功率密度10⁶-10¹⁰W/cm²、脉冲宽度为10～300微秒、离焦量为0.3～1.0毫米、脉冲频率为100～100000赫兹和激光冲击频率为2～4Hz的激光器对凸楞的两侧面进行激光毛化处理；在凸楞两侧面形成疏密不等分布的微凸台和其周缘的凹坑。

本发明由于对凸楞两侧面进行了激光毛化处理，使凸楞的表面形成凹凸不平的结构，不仅使刀体反扣在基体上，而且增加了凸楞的表面积，加大了刀体与基体的固接面，强化了凸楞的表面，提高了凸楞的刚度和硬度，减少了因对凸楞的倒角引起的刚度和硬度的降低所带来的影响，提高了刀体与基体间连接的牢固性及使用的可靠性。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是金刚石圆锯片的外形结构简图。

图2是图1中基体2的结构示意图。

图3是图2的中剖视图。

图4是图2中A局部放大图。

图5是图3中B局部放大图。

具体实施方式

如图1所示为用于玻璃切磨加工的金刚石薄圆锯片，包括呈圆盘状带安装孔的基体2及和与基体固接的圆环状刀体1。如图2、3所示，基体2为圆环形，在圆环形基座外缘设有凸楞3，如图4所示，凸楞3由凸楔5和凹槽4沿圆周依次间隔均布形成。如图5所示，在凸楞3两侧面经激光毛化处理后表面形成疏密不等的微小凸台6及其周缘的微小凹坑7。凸台6和凹坑7组成的形状为墨西哥帽状微观几何形貌，该形貌的几何参数为：凹坑7的外围直径R为300-800μm，凹坑7深度H为15～21μm。凸台6高度h为10～15μm，凸台6直径d为150-400μm，相邻两凸台6间的距离D为700～1500μm。其中，凹坑7的外围直径R为毛化点直径，也即一个毛化点产生的表面塑性变形的幅度。凸台6直径d为凸台6的侧面与未发生塑性变形的凸楞3平面相交产生的圆直径。

上述金刚石圆锯片的制备方法为：先加工刀体1和基体2，刀体1由金属粉末和金刚石颗粒混合均匀后经热压烧结成型。再在基体2的外缘加工凸楞3，然后对凸楞3的两侧面实施几何参数不同的不同形貌方案的激光毛化处理，处理时采用常用的激光器，但需要选择好激光器的参数，具体为：控制电压500V、气压0.5～0.8MPa、激光功率密度10⁶-10¹⁰W/cm²、脉冲宽度为10～300微秒、离焦量为0.3～1.0毫米、脉冲频率为100～100000赫兹，激光冲击频率2～4Hz。毛化处理后在凸楞3的两侧面形成疏密不等分布的微凸台6和其周缘的微凹坑7，使凸楞3的两侧面硬度HV为800～1000。最后将基体2与刀体1通过凸楞3烧结在一起。本发明制备方法采用市购激光器毛化处理，方法简单易行。