一种新型工艺串珠的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型工艺串珠的制备方法，包括以下步骤：根据串珠的规格和数量计算所需重量，根据相应配比添加无压烧结专用粉末以及超细铁粉、WC粉等，将配好的粉末放入三维混料机中进行混料，然后加入金刚石和造粒剂，再次进行混料；混好料后将混合料倒入造粒机中进行造粒；将造粒的粉料采用自动压机进行冷压；将串珠套入基体一起放入真空炉中进行烧结，得到新型工艺珠串。本发明专利技术不仅生产工序简单、效率高、成本低，而且采用该方法生产的串珠还具有自锐性好，锯切效率高，金刚石把持力高，综合性能优异等优点。综合性能优异等优点。综合性能优异等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型工艺串珠的制备方法


[0001]本专利技术涉及金刚石工具串珠加工领域，具体的说涉及一种新型工艺串珠的制备方法。

技术介绍

[0002]串珠绳由于具有成材率高、加工质量好、不易损坏荒料以及生产效率高等优点，以及切开采过程中少有污染，目前已成为石材开采和板材加工必不可少的工具。随着金刚石串珠绳锯生产厂家的不断增多，竞争激烈，串珠绳的价格不断降低，以及组合绳锯不断向小直径串珠发展，传统热压烧结串珠面临着生产成本高、生产工艺繁琐、小直径串珠生产效率低以及大理石串珠自锐性差等一系列问题。
[0003]采用无压烧结不仅生产过程简单化，同时降低冷压成本及烧结成本，并且由于不需要热压石墨模具，因此便于串珠的小直径化，然而目前不加压烧结工艺主要还是面临下列三个问题：
[0004]1)先进行串珠环烧结，再采用钎焊方式将串珠环与铁基体焊接在一起，生产工序复杂，生产成本高；
[0005]2)将串珠环冷压坯与铁基体一起烧结，但存在着开裂率高，生产成本仍然无法降低问题；
[0006]3)常规自由烧结过程中未受到额外的压力，因此串珠对金刚石的结合强度低，切割过程中金刚石易脱落，串珠绳寿命短，性价比低。
[0007]因此，提供一种不加压烧结的新型工艺串珠的制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了一种采用新型生产工艺串珠的方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种新型工艺串珠的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)配料：根据所需生产串珠的规格和数量计算所需粉末，并按照专用无压烧结粉末为65～80％、超细铁粉10～30％、WC 5～15％的质量百分配料；本专利技术中添加超细铁粉和WC是为了调整胎体的硬度和耐磨性，以使串珠具有更好的通用性；
[0012](2)混料：将烧结后的无压烧结粉末放入三维混料机中进行混料，然后加入金刚石和造粒剂，再次进行混料；
[0013](3)造粒：混好料后将混合料倒入造粒机中进行造粒；
[0014](4)冷压：将造粒的粉料采用自动压机进行冷压，得到串珠；
[0015](5)烧结：将串珠套入基体一起放入真空炉中进行烧结，得到新型工艺珠串。
[0016]进一步，步骤(1)中所述专用无压烧结粉末组成包括以下重量百分比成分：Fe 76～77％，Cu 12～13％，Ni 7～8％，P 1.8～2.2％，V0.9～1.2％。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果在于：上述粉末中铁的性质与钴接近，并且价格低廉，与金刚石的附着力还比钴高，其具有其他结合剂无法比拟的经济性，因此专用粉末以铁为主，同时由于铁基的烧结温度较窄，自锐性不足，因此通过试验确定最佳添加配比为10～15％的铜。另外由于铁和铜基本不互溶，添加了Ni作为桥接以及改善胎体的性能。P的添加起到促进烧结的作用，并且P与Fe形成的合金，脆性较大，能够很好的改善胎体的自锐性，提高产品的锋利度。V为强碳化物形成元素，可与金刚石发生界面反应生成VC，富集于金刚石表面，同时还能够通过固溶强化显著提升胎体的硬度以及胎体对金刚石的把持力，提高胎体的寿命。因此基于理论及大量的试验数据确定了Fe、Cu、Ni、P、V的最佳的配比，确保胎体对金刚石具有足够的把持力，以保证金刚石工具的寿命，同时胎体还具有与金刚石同步磨损的性能，使其制备的工具兼顾优良的效率。
[0018]更进一步，步骤(1)中所述烧结方法为：将称取的专用无压烧结粉末采用水汽联合雾化法烧结生产，选取粒度为2000～3000目的粉末，将粉末在空气中600～700℃烧结保温2h，然后通入氮气，替换炉内空气，通入H2或者氨分解气(N2+H2)使粉末在还原性气氛下继续烧结1h。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果在于：上述方案的粉末的冷压造粒性能够得到较好的提高，上述烧结方法使氧分子结合处，露出新键，进一步加强了烧结的活性，同时，还原之后的粉末，冷压造粒性也进一步得到提高。采用粒度为2000～3000目的粉末，比表面积大，粉末的活性高，自由烧结时的驱动力大，烧结的致密度高。
[0020]进一步，步骤(2)金刚石粒度为35#～60#，添加比为粉末重量的2～3.5％；加入丙烯酸树脂造粒剂，添加量为粉末总质量的2～5％。
[0021]进一步，步骤(3)中所述造粒方法为：将混合料倒入造粒机中，造粒机的转速设定800～1500r/min，造粒时间为2～15min，造粒完成之后过30目和80目筛网，将30目筛网筛上物和80目筛网筛下物重新造粒。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果在于：上述条件下进行造粒，可以使造出来的颗粒，粒度范围区间窄，粒度均匀性好，同时颗粒的强度高，不容易破碎。另外，30到80目的粉末进行冷压，该区间粉末颗粒冷压流动性好，冷压重量稳定，压坯强度高。
[0023]进一步，步骤(4)中所述冷压采用定容法进行自动冷压，通过调整冲头和型腔的相对位置控制冷压重量，造粒的粉料从冷压机进入至型腔里，粉料刮平后一次同时冷压4～16个串珠，冷压高度为6～9mm，压力为300～600MPa，保压时间为2～3s。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果在于：本专利技术的上述方案中由于每个型腔的体积一样，造粒粉末的松装密度稳定，每个串珠的重量具有较高的一致性，一次可以同时冷压4～16个串珠，具有很高的压制效率。另外，由于冷压压力越高，粉末的致密度越高，同时金刚石和冷压模具受到的压强也越大，金刚石的强度和冷压模具寿命均受到影响，因此通过综合对比测试，300～600MPa是最佳的冷压压力，而压力确定，烧结后的收缩率也是确定的，因此根据烧结后的尺寸要求，以将粉末高度控制在6～9mm，同时保压2～3s可以确定尺寸到位，并且避免冷压过程中的脱层及开裂。
[0025]进一步，步骤(5)中所述基体为铁基体，所述铁基体的外径为5～8mm，冷压后串珠内径比铁基体的外径大0.01～0.04mm。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果在于：由于串珠内径尺寸是一个非常重要的参
数，直接决定烧结后产品的合格率，并且整个尺寸与压制力和胎体的粉末配比及元素比例直接相关，需要综合考虑粉末的粒度、不同元素的特性以及冷压的致密度，通过分析对比，使用专用的无压烧结粉末，在冷压压力300～600MPa，保压2～3s，串珠内径比铁基体大0.01～0.04mm可以使串珠胎体与铁基体具有很有的结合强度，与此同时产品不会开裂、分层，串珠外径尺寸均一性好。
[0027]更进一步，步骤(5)中烧结方法为：将串珠套入铁基体，放置于陶瓷盘上，然后放入真空烧结机内烧结；
[0028]烧结温度为25～450℃为常压烧结，升温速率为3～5℃/min，在450℃保温30min后开始抽真空，真空度保持在1
×
10
‑3～10
‑2MPa，然后升温，450℃～800℃过程中升温速率为1.5～3℃/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型工艺串珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配料：根据所需生产串珠的规格和数量计算所需粉末，并按照专用无压烧结粉末65～80％、超细铁粉10～30％，WC5～15％的质量百分比配料；(2)混料：将烧结后的无压烧结粉末放入三维混料机中进行混料，然后加入金刚石和造粒剂，再次进行混料；(3)造粒：混好料后将混合料倒入造粒机中进行造粒；(4)冷压：将造粒的粉料采用自动压机进行冷压，得到串珠；(5)烧结：将串珠套入基体一起放入真空炉中进行烧结，得到新型工艺串珠。2.根据权利要求1所述一种新型工艺串珠的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述专用无压烧结粉末包括以下重量百分比成分：Fe76～77％，Cu12～13％，Ni7～8％，P1.8～2.2％，V0.9～1.2％。3.根据权利要求2所述一种新型工艺串珠的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的专用无压烧结粉末是采用水汽联合雾化法烧结生产，选取粒度为2000～3000目的粉末，将粉末在空气中600～700℃烧结保温2h，然后通入氮气替换炉内空气，再通入H2或者氨分解气使粉末在还原性气氛下继续保温1h，制成符合性能要求的无压烧结专用粉末。4.根据权利要求1所述一种新型工艺串珠的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述金刚石粒度为35#～60#，添加比为粉末质量的2～3.5％，所述造粒剂为丙烯酸树脂，造粒剂的添加量为粉末总质量的2～5％。5.根据权利要求4所述一种新型工艺串珠的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建，郑腾标，纪勇，
申请(专利权)人：泉州华大超硬工具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：