[发明专利]钎焊金刚石锯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割工具，更具体地说，本发明涉及一种钎焊金刚石锯片。

背景技术

金刚石具有高硬度、高耐磨性、高抗压强度以及优异的导热性，使得其在金属和硬脆材料加工领域具有非常广泛的应用。金属和金刚石复合制造的金刚石锯片主要用于混凝土、沥青、石材、球磨铸铁、陶瓷、瓷砖、玻璃、不锈钢、铜材等材料的切割。金刚石超薄锯片还可以应用于硅片、宝石、人工晶体、功能陶瓷等的精密切割。

钎焊法制作金刚石工具是借助高温钎焊使钎料中的活性元素在金刚石磨粒与金属基体界面上发生溶解、扩散、化合之类的相互作用，从而提高基体对金刚石磨粒的粘结力，改善磨料、结合剂(钎料合金)、基体三者之间的结合强度。

现有技术中通常使用钢材作为金刚石的基体，作为金刚石基体的钢材要求具有足够的淬透性、可焊接性和热稳定性，保证达到所要求的组织和稳定的性能；另外作为钢材还要求保持具有足够的韧性。现有技术中，作为金刚石锯片的钢材基体，经常使用的钢材有65M、80CrV；其特点是强度高、塑韧性低，耐冲击性能差；并且与金刚石磨粒层的粘结力也较差；从而导致使用寿命低、切割效果不理想的缺陷。

现有技术中的金刚石锯片结构一般包含金属基体和金刚石磨粒，金属基体的周沿开设有水槽，金刚石磨粒钎焊在金属基体与齿槽相对应的端面上，如CN201511179U、CN201712070U所公开的金刚石锯片。上述结构中，基体对金刚石磨粒的粘结力不够理想，使金刚石磨粒的裸露高度受到限制，从而影响效率，工具难以提供适度的压力行使有效的磨削，并且使用寿命相对较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中有关金刚石锯片基体所使用的材料以及结构设计方面的缺陷，从基体结构入手(必要地)、进一步的从基体结构和基体材料两方面(优选地，非必要地)对钎焊金刚石锯片进行改进并提供一种切割效率高、稳定性高、使用寿命长的钎焊金刚石锯片。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钎焊金刚石锯片，包括锯片基体，锯片基体边缘均匀设置有4-20个锯齿段，相邻锯齿段之间设置有容屑槽，并且相邻的两个锯齿段之间具有倾斜角，倾斜角度为45-90°，每个锯齿段上均具有波浪形的锯齿结构，每个锯齿段上具有3-15个锯齿峰，并且所述的锯齿表面以钎焊焊接的方式设置有金刚石磨粒层。

通过动态测试方法对上述金刚石锯片进行长期的实验，并结合有限元分析对各参数进行优化，得到的最佳的技术方案为：所述锯片基体为圆盘形，边缘均匀设置有6个锯齿段，所述的锯齿峰为5个，所述的倾斜角为60°。采用该最佳的方案进一步提高了切割性能的稳定性，能够实现材料的精密切割；而且还可以进一步提高金刚石锯片的使用寿命；在其它条件相同的情况下(基体工作半径为50-300mm)，通过基体结构的设计使用寿命可以延长10-20％。

其中，所述的波浪形锯齿的含义是指连续起伏的圆弧形锯齿。

优选地，所述的锯齿段上还设置有散热孔；每个锯齿段上散热孔的个数为2-14个；优选地，所述的散热孔的个数为4个。优选地，所述的散热孔的直径为2-20mm；优选地，所述的散热孔的直径为3-15mm。

优选地，圆盘状的基体中心设置有轴孔。优选地，所述的容屑槽具有U形的底部和多边形敞开口。

优选地，所述的金刚石锯片的工作半径(从基体圆心到金刚石磨粒层的平均长度)：25-1500mm；优选地，所述的金刚石锯片的工作半径为50-500mm。

优选地，所述的金刚石锯片基体的厚度为0.5mm-20mm。更优选地，所述的金刚石锯片基体的厚度为0.5-5mm。

本发明所述的金刚石锯片基体可以使用金属、硬质合金、陶瓷等基材；优选使用常用于金刚石锯片的各种钢材。另外，作为优选地，为了提高基体与金刚石磨粒层的钎焊性能，提高基体与磨粒层的粘结力、提高基体的热稳定性，并发明还提供用于上述基体结构的钢材。

本发明所述的金刚石锯片基体具有以下组成和含量：C：0.25-0.42wt％；Si：0.12-0.32wt％；Mn：1.25-2.10wt％；N：0.02-0.05wt％；V：0.10-0.25wt％；Cr：3.2-5.8wt％，余量为Fe。

提高基体中的C含量有利于提高钢材的强度和淬透性；但是当C含量高于0.42wt％的时候，会导致热处理后残余的奥氏体量显著身高，从而造成基体显微组织的不稳定性。而当C含量低于0.25wt％的时候，作为锯片基体的强度不够。