簡單制造金剛石圓鋸片五金刀具刀頭新方法

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目前，五金刀具金剛石圓鋸片刀頭的制造在國外普通采用粉末冶金法壓制成型工藝。該工藝有幾方面不利因素：1、該工藝制造的刀頭所用的金剛石要求有較高的品級；2、粉末冶金法壓制刀頭對胎體配方的設(shè)計和工藝要求較嚴格，否則金剛石脫落現(xiàn)象將非常普遍，從而造成極大的浪費；3、粉末冶金法生產(chǎn)過程會使金剛石產(chǎn)生熱損傷影響金剛石原有的性能，并進一步影響鋸片的切削性能。

近年來，研究工作者針對某些硬度較高的難加工石材，采用各種手段對制造刀頭進行了大量研究，刀頭的切削性能有所改善。但刀頭中金剛石利用率低的問題仍未得到很好的解決，而且制造成本很高。本文提出了電鍍與粉末冶金結(jié)合制造金剛石圓鋸片刀頭的新方法，并針對有關(guān)技術(shù)問題進行了初步研究和探討。

將銅板作為陰極，通電沉積ni或ni銅板上均勻撒上一層金剛石下砂，隨后加大電流密度進行加厚鍍，在金剛石大部分或全部被沉積金屬埋入時，取出夾具，用水清洗干凈，從銅板基體上揭下沉積好的復(fù)合片，烘干后備用。

選用幾種金屬粉末，低熔點銅粉為主，廉價金屬粉為輔。加工石材材質(zhì)不同，要選擇不同的金屬粉及配比。

模具尺寸為24mm×12mm×9mm。使用金剛石復(fù)合片取代原來的磨料層，每片復(fù)合片尺寸為24mm×12mm，其厚度主要取決于電鍍工藝過程中的加厚沉積時間及電流密度，與復(fù)合片中使用的金剛石磨粒的直徑值相近。組裝層數(shù)可根據(jù)加工石材材質(zhì)進行調(diào)整。加工石材晶粒越大，層數(shù)越小。

由于主要采用低熔點金屬粉作為粘結(jié)劑，因此可采用較低的燒結(jié)溫度，相比于普通的粉末冶金燒結(jié)法，能夠降低金剛石的熱損傷程度。也可采用冷壓成型，真空燒結(jié)工藝。

電鍍工藝制造金剛石復(fù)合片不存在對金剛石的熱損傷，在使用金屬粉末熱壓連接時，可采用相對較低的熱壓溫度，從而可一定程度地降低對金剛石的熱損傷。

對于本工藝制造的金剛石鋸片刀頭，磨料把持力問題由電鍍工藝決定，易于得到良好的把持力。金剛石氧化問題可以不考慮，而且燒結(jié)溫度較低，因此降低了燒結(jié)難度。

電鍍金剛石復(fù)合片的制備可選用ⅱ、ⅲ型低品級金剛石，可大大降低金剛石圓鋸片刀頭制造成本。

由于使用了電鍍復(fù)合片取代金剛石磨料層，所以復(fù)合片上的金剛石就成為鋸切加工的主體。復(fù)合片的質(zhì)量是本工藝制造刀頭的基礎(chǔ)，對于最終的刀頭質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。復(fù)合片質(zhì)量取決于電鍍時選用的金剛石質(zhì)量以及電鍍過程的工藝控制。

要求電鍍過程能沉積出細密的胎體材料，并對固化在其中的金剛石有良好的把持力。這取決于沉積合金的選擇、電鍍工藝參數(shù)的選擇、上砂工藝等，其中上砂工藝決定了復(fù)合片的金剛石濃度。電鍍制品允許采用較高的磨料濃度，這是其一大優(yōu)勢。本工藝通過鋸切試驗確定了含有不同粒度、品級金剛石的復(fù)合片中的金剛石濃度。

復(fù)合片與金屬結(jié)合劑之間的粘結(jié)是通過金屬粉末的燒結(jié)來連接的，所以金屬粉末層與復(fù)合片磨料層之間的結(jié)合力是非常重要的，決定了本工藝方法的可行性，并對鋸切加工性能有重要的影響。研究表明，如果電鍍復(fù)合片時金剛石埋入深度較深，則金屬與復(fù)合片之間的連接轉(zhuǎn)化為電鍍胎體金屬材料與粉末冶金金屬材料之間的連接，兩者之間的結(jié)合力良好，可以承擔鋸切時的載荷。

綜上所述，采用本工藝制造的刀頭具有成本低，加工效率高的優(yōu)勢，其生產(chǎn)應(yīng)用將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。因此電鍍與粉末冶金結(jié)合法制造金剛石圓鋸片刀頭具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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