一种金刚石锯片刀头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石锯片刀头及其制备方法。所述金刚石锯片刀头的制备方法包括如下步骤：1)预备金刚石锯片刀头用粉末冶金材料；2)混合经预处理的金刚石粉和粉末冶金材料；3)冷压压制；4)烧结。所述金刚石锯片刀头用粉末冶金材料包括预合金粉、铜粉、锡粉和铁粉，所述预合金粉包括铜、铁、锡、镍和钴。所述金刚石粉包括采用电镀及包覆方法进行预处理的金刚石粉，其镀层包括铬、镍、钴、钛等金属。采用本发明专利技术所述的金刚石锯片刀头制备方法能够避免使用热压模具，刀头具有较强的韧性和弹性模量，可增加金刚石锯片的使用寿命和钻削速度，降低生产成本，提高生产效率。

A diamond saw blade head and its preparation method

The invention discloses a diamond saw blade head and a preparation method thereof. The preparation method of the diamond saw blade head includes the following steps: 1) preparing powder metallurgical material for the diamond saw blade head; 2) mixing pretreated diamond powder and powder metallurgical material; 3) cold pressing; 4) sintering. The powder metallurgical material for the diamond saw blade head includes pre-alloy powder, copper powder, tin powder and iron powder, and the pre-alloy powder includes copper, iron, tin, nickel and cobalt. The diamond powder comprises diamond powder pretreated by electroplating and coating method, and the coating includes chromium, nickel, cobalt, titanium and other metals. The preparation method of the diamond saw blade head can avoid the use of hot-pressing die, the tool head has strong toughness and elastic modulus, can increase the service life and drilling speed of the diamond saw blade, reduce production cost and improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石锯片刀头及其制备方法
本专利技术涉及锯片刀头的制备技术，具体涉及一种金刚石锯片刀头及其制备方法。
技术介绍
金刚石锯片是一种常用的切割工具，广泛用于混凝土、耐火材料、石材、陶瓷等硬脆性材料的加工行业。具有结构简单、强度高、耐磨等特点。金刚石锯片主要由基体和刀头组成，基体是粘结刀头的主要支撑部分，刀头是由嵌有金刚石颗粒的刀头合金制成带有一定弧度的块状构件，是起切割作用的部分。刀头一般通过焊接等方式连接在基体的外侧，其性能直接决定金刚石锯片的切割速度的快慢，使用寿命的长短。金刚石锯片刀头主要采用粉末冶金技术进行制造。首先将多种金属粉与一定粒度的金刚石颗粒共混合，然后将其倒入冷压模具中进行冷压，再进行烧结压制得到金刚石锯片刀头。粉末冶金技术是使用金属粉末或者金属粉末与非金属粉末的混合物作为原料，经过混合、压制成型、烧结等步骤，制造金属材料及其构件、复合材料及其构件等制品的工艺技术。采用粉末冶金技术可以有效减少产品中合金成分偏聚，可以制备具有优异电学、磁学、光学和力学性能的非平衡材料，可以容易地实现多种类型材料的符合，可以生产传统方法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，可以方便地进行材料再生和综合利用，还具备节能、省材、产品精度高、稳定好等一系列优点。目前，粉末冶金技术已经被广泛应用于汽车行业、装备制造业、冶金行业、航空航天、军事工业、仪器仪表、五金工具、电子等领域，已经成为一种制造业中极具发展潜力的
目前，用于金刚石锯片刀头的合金脆性较强，使用过程中容易崩裂，严重影响其使用寿命；现有刀头的制备过程需要加压烧结，需要使用模具，一般为石墨材料制备，石墨模具的成本较高，从而增加了生产成本。常规的金刚石锯片在使用时，存在刀头磨损快，切削速度慢的问题，发现刀头中的金刚石颗粒脱落，没有很好发挥金刚石颗粒的切削性能，其原因是刀头合金对金刚石的把持力较弱。采用激光烧结等手段可提高金刚石在刀头合金中的把持力，但其成本高，操作复杂。综上所述，目前金刚石锯片刀头的生产中存在刀头合金脆性强，生产成本高，使用寿命短，生产效率低的不足，因此，需要专利技术一种金刚石锯片刀头及其制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种金刚石锯片刀头及其制备方法，使用该金刚石锯片刀头制备方法，能够提高金刚石锯片刀头的韧性和弹性模量，提高金刚石锯片的使用寿命和切割速度，不使用加压烧结模具，减少模具种类，降低生产成本，提高生产效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种金刚石锯片刀头制备方法，包括以下步骤：步骤1)预备粉末冶金材料：按照如下重量份取预合金粉3～10份、铜粉20～40份、锡粉1～5份和铁粉45～70份，混合形成金刚石锯片刀头用粉末冶金材料；其中所述预合金粉包括以下重量份的原料：铜30～50份、铁15～35份、锡5～20份、镍3～15份、钴10～30份；步骤2)混合金刚石粉与粉末冶金材料：将经过预处理的金刚石粉2～7份与步骤1)得到的粉末冶金材料93～98份混合制成混成料；所述经过预处理的金刚石粉包括先经过电镀预处理，电镀层厚度为2～10μm，再经过包覆预处理，包覆层厚度为50～200μm，所述金刚石粉的粒度为25～70目；步骤3)冷压压制：将步骤2)得到的混成料投入冷压模具中进行冷压压制，得到冷压压坯；步骤4)烧结：将步骤3)得到的冷压压坯放入烧结设备中进行烧结，得到刀头。所述预合金粉的粒度为100～400目，铜粉的粒度为100～400目，锡粉的粒度为100～400目，铁粉的粒度为100～400目。所述预合金粉为雾化粉，采用现有技术的真空气雾化法制成。所述金刚石粉的粒度为25～70目，其先经过电镀预处理，电镀层厚度为2～10μm，再经过包覆预处理，其包覆厚度为50～200μm。所述金刚石粉的电镀预处理方法为现有技术的方法，电镀预处理金刚石粉方法的一个示例如下：将硫酸镍电解液置入电镀槽内，其中硫酸镍电解液的浓度为30g/L，其pH值为12～13，温度为59～62℃；将待预处理的金刚石粉加入电镀槽中；在电镀槽内设置镍电极为阳极，不锈钢电极作为阴极，在两电极之间施加24V直流电压；使用泵将含金刚石粉的硫酸镍电解液在电镀槽中循环流动，使电解液中的金刚石粉不断撞击不锈钢阴极；在电镀过程中，将电解液重量的10％～15％的甲醛添加到电解液中，作为还原剂；电镀时间为35～100min，得到镍镀层厚度为2～10μm的金刚石粉。可采用上述相同方法，对金刚石粉进行钴、铬等金属镀层。所述金刚石粉进行电镀预处理前，需要对金刚石粉进行表面清洗：将金刚石粉放入浓度为10％～15％的氢氧化钠溶液中，在70～80℃下浸泡1～3小时，水洗至中性；将洗净的金刚石粉放入浓度为5％的王水中酸洗10～20分钟，水洗至中性，即可进入电镀预处理步骤。所述金刚石粉的包覆方法如下(以包覆钴为例)：1)清洗，使用分析纯乙醇在室温下去除金刚石颗粒表面上污染物，保证表面的清洁；2)制取包覆剂，将市售造粒剂(例如WS-180等)、钴粉、乙醇、丙酮按照如下重量份进行混合：造粒剂0.5～2份、钴粉20～35份、乙醇29～41份、丙酮27～45份，在60～90℃，电机搅拌200转/min；3)包覆，将制取好的包覆剂与金刚石颗粒在包覆机中进行包覆，根据应用场景的不同，其包覆厚度在50～200μm之间；4)后处理，对包覆后的金刚石颗粒进行还原处理。所述金刚石粉包覆的金属包括钴、镍、钛等与金刚石颗粒具有良好润湿角和能形成强碳化物元素的金属中的至少一种。步骤1)所述金刚石锯片刀头用粉末冶金材料的混合使用三维混料机，在温度15～30℃，相对湿度小于30％的条件下进行混合，混合时间为1～3h。混合过程中加入湿润剂，加入量为0.3～2g/kg金刚石锯片刀头用粉末冶金材料。所述湿润剂包括甘油、硬脂酸锌、异丙醇，按如下重量份配制：甘油39～45份、硬脂酸锌7～12份、异丙醇38～51份。步骤2)所述金刚石锯片刀头用粉末冶金材料与金刚石粉的混合使用三维混料机，在温度15～30℃，相对湿度小于30％的条件下进行混合，混合时间为15～60min。所述步骤3)冷压压制的温度为室温，冷压压制的压力为20～30t/cm2。所述步骤3)冷压压制的压力在2～10s内由常压升高到20～30t/cm2，然后维持该压力1～5s。所述步骤4)中烧结的温度为870～970℃，烧结的时间为3～6h。所述步骤4)烧结的温度在1～3h内升高到870-970℃，维持该温度20～30min，然后降低温度，在1～4h内降低至室温。所述步骤4)烧结是在氢气的气氛下进行烧结。所述步骤4)的烧结是在现有技术的烧结设备中进行，所述烧结设备包括但不限于钟罩炉，隧道式连续烧结炉。所述步骤4)烧结过程中，因无需再对刀头冷压压坯施加压力，所以不再使用与之相匹配的专用模具，仅需将刀头冷压压坯进行一定隔离，以防止烧结后相互粘连。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种金刚石锯片刀头，所述金刚石锯片刀头包括采用前述的制备方法得到的刀头。本专利技术提供的金刚石锯片刀头制备方法采用较高压力对金刚石锯片刀头用粉末冶金材料进行冷压压制后，可得到高密度冷压压坯(即刀头毛坯)，也就是说，可达到刀头生产的紧密度要求，因此在烧结过程中无需再对刀头毛坯施加压力，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金刚石锯片刀头制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)预备粉末冶金材料：按照如下重量份取预合金粉3～10份、铜粉20～40份、锡粉1～5份和铁粉45～70份，混合形成金刚石锯片刀头用粉末冶金材料；其中所述预合金粉包括以下重量份的原料：铜30～50份、铁15～35份、锡5～20份、镍3～15份、钴10～30份；步骤2)混合金刚石粉与粉末冶金材料：将经过预处理的金刚石粉2～7份与步骤1)得到的粉末冶金材料93～98份混合制成混成料；所述经过预处理的金刚石粉包括先经过电镀预处理，电镀层厚度为2～10μm，再经过包覆预处理，包覆层厚度为50～200μm，所述金刚石粉的粒度为25～70目；步骤3)冷压压制：将步骤2)得到的混成料投入冷压模具中进行冷压压制，得到冷压压坯；步骤4)烧结：将步骤3)得到的冷压压坯放入烧结设备中进行烧结，得到刀头。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石锯片刀头制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)预备粉末冶金材料：按照如下重量份取预合金粉3～10份、铜粉20～40份、锡粉1～5份和铁粉45～70份，混合形成金刚石锯片刀头用粉末冶金材料；其中所述预合金粉包括以下重量份的原料：铜30～50份、铁15～35份、锡5～20份、镍3～15份、钴10～30份；步骤2)混合金刚石粉与粉末冶金材料：将经过预处理的金刚石粉2～7份与步骤1)得到的粉末冶金材料93～98份混合制成混成料；所述经过预处理的金刚石粉包括先经过电镀预处理，电镀层厚度为2～10μm，再经过包覆预处理，包覆层厚度为50～200μm，所述金刚石粉的粒度为25～70目；步骤3)冷压压制：将步骤2)得到的混成料投入冷压模具中进行冷压压制，得到冷压压坯；步骤4)烧结：将步骤3)得到的冷压压坯放入烧结设备中进行烧结，得到刀头。2.根据权利要求1所述金刚石锯片刀头制备方法，其特征在于，所述预合金粉为雾化粉，其粒度...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾会生，刘冰，张建立，马永德，贾建凯，
申请(专利权)人：石家庄海川工具有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13