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金刚石工具

2016-12-29

 
金刚石工具是金刚石颗粒与金属、树脂等结合剂混合按一定工艺而成的一种特殊的复合材料。由于建材工业的发展,对金刚石工具的使用也越来越广泛,这也使对工具的生产从经济和性能上都有很高的要求。而提高金刚石工具性能的关键是制品的耐磨,同时保持锋利性。

3.1金刚石工具的结构:

  金刚石+金属粉末=刀头(主要技术)

  刀头+基体(体)=金刚石锯片(钻头、磨盘)

  3.2金刚石工具的分类

  按用途划分:钻头类、锯片类、磨削类、即“钻、切、磨”工具。

  按制作工艺划分:烧结类、焊接类、电镀制品等

  按结合剂划分:金属结合剂、树脂结合剂、陶瓷结合剂等

  3.3金刚石工具的浓度概念

  定义金刚石在胎体中体积比为25%时浓度为100%。

  浓度是金刚石工具的重要特性之一,对工具的效率、寿命和加工效果有很大的影响。一般金刚石浓度高,则单位工作层面积上的金刚石颗粒数就多,每个磨粒的受力就小,切入工件的深度小,金刚石不易破碎和脱落,反而容易被磨平和抛光,宏观表现为效率低、寿命长;金刚石浓度低,每个磨粒有更大的切入压力,切入深,金刚石易破碎和脱落,工具表现为效率高、寿命低。

  通常,锯切工具的金刚石浓度多选在10%~45%;钻探工具、烧结金属结合剂金刚石磨具多选50%~125%浓度;树脂金刚石磨具的浓度多选50%~100%;陶瓷金刚石磨具多选75%~150%浓度;电镀金刚石工具用200%的浓度。

  3.4金刚石工具的原材料

  基体:金属结合剂金刚石工具基体主要是钢基体为主,常用材质为45号钢、65Mn、28CrMo、16Mn等。

金属粉末 :烧结金属结合剂制品中常用元素主要有:Fe  Ni  Cu  Mn  Sn  Zn  AI  Co  Cr  W  Ti  Ce  La

  3.5金刚石制品常用金属基结合剂的种类

  铜基结合剂:以铜或青铜为主要结合剂元素,添加Ni、Mn、Co、Fe等中的一种或几种。

  钴基结合剂:钴由于它对金刚石有好湿润性在金刚石工具制造中,尤其是刀头要求重负荷高效率切割时,具有不可取代的地位。但它过高的价格正迫使人们用铁、镍逐步取代它。

  铁剂结合剂:铁弹性模量中等,对金刚石也有很好的湿润性,加之低廉的价格,是结合剂发展的方向。

  W基或WC基结合剂:在国内应用不多,但是在欧美发达国家专业切割沥青马路、新鲜混凝土路面应用极为广泛。

4金刚石工具的制作工艺

(金属粉末+金刚石+液体石蜡)、混合、模具组装、投料压制、烧结、焊接、应力调整、喷漆开刃、检验、包装、入库

  混料

  主要功能是将配好的粉料进行充分的混合,保证后序压制的正常进行。目前金刚石工具行业常用的摇摆三维混料机。这种混料设备具有旋转运动、平移摆动和颠倒反转三种运动方式,粉料的运动轨迹呈三维立体状态,可以使粉料在较短的时间内混合均匀,且可以细化颗粒。

  制粒

  (1)粉末的流动性得到提高与改善。

  (2)减少粉末与金刚石的偏析与聚集,使金刚石分布更为均匀,改善了制品的性能。

  

  (3)降低了冷压模具的损耗,由于粉末流动性好,金刚石均被粉末包裹,分布更为均匀,故冷压模具损耗降低,模具寿命提高50%以上。

  (4)提高了生产效率,为实现冷压自动化生产创造了条件。

  冷压

 

 

主要功能是通过模具配合实现产品(刀头)毛坯的压制成型,分手动冷压和自动冷压两种。


烧结

烧结设备主要是电阻炉和热压机,主要完成金刚石工具或刀头的烧结致密化工作。

影响烧结的因素有三个:烧结温度、保温时间、保温压力。

  烧结温度和保温时间主要取决与胎体材料的组成成分,以使胎体合金很好的熔合、充分合金化为目的。烧结温度和保温时间应该适宜,过高的烧结温度和过长的保温时间会使金刚石受到热损害,胎体硬度增加,磨损性降低,低熔点元素大量流失,从而影响锯片的切割性能。烧结温度过低和保温时间过短会使各合金之间得不到充分的熔合,造成组织疏松、硬度降低,从而使锯片的寿命降低。

  保温时若压力过低则会造成金刚石烧结体烧不到位;若压力过高会增加磨具的损耗,且可能会使胎体材料流失。

焊接

 

焊接式金刚石圆锯片是通过焊接的方式将节块和基体连接到一起的。目前常用的焊接形式有两种,一是高频焊接,另一种是激光焊接。
后处理

后处理设备主要包括抛光机、开刃机、应力调整机、喷漆线等设备。这些设备主要工作是完成成品前的开刃、满足产品设计的应力要求、美观要求等。


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