本發(fā)明主要屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，利用粉末冶金技術(shù)，采用超聲波或其他高頻率振動(dòng)方式，植入定位分布結(jié)構(gòu)金剛石，尤其涉及金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片。
背景技術(shù)：
常規(guī)金剛石鋸片的制作中，鋸片厚度較大且用料多，金剛石在鋸片上隨機(jī)分布，導(dǎo)致金剛石不能完全發(fā)揮功效，常規(guī)金剛石鋸片在使用過程中切割縫的尺寸較大，容易造成被切割材料浪費(fèi)，同時(shí)在工作過程中的切割阻力也較大、耗能高、效率低且精度差，從而限制了金剛石鋸片正常使用，也限制了金剛石鋸片的適用范圍，阻礙了切割加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片及其制作工藝。
本發(fā)明鋸片由胎體工作層和安裝孔組成，直徑為10～800mm，厚度為0.2～2.5mm，胎體工作層選用金屬粉末和金剛石為原料，金剛石埋植在胎體預(yù)定位置，采用等距狀定位分布結(jié)構(gòu)，任意一顆金剛石的周圍分布有若干顆等距離的金剛石。金剛石之間的距離由鋸片大小及工作層金剛石濃度決定，一般間隔為0.1～5.0mm。
金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片制作工藝，采用粉末冶金制造技術(shù)直接形成鋸片，具體步驟如下：
第一步：模具準(zhǔn)備
根據(jù)鋸片尺寸，選用優(yōu)質(zhì)合金鋼設(shè)計(jì)和加工冷壓模具，其中鋼壓頭是保證金剛石呈等距狀定位分布結(jié)構(gòu)，利用激光雕刻法或電火花法進(jìn)行加工；選用體積密度大于1.85g/cm3，抗壓強(qiáng)度大于45mpa的高強(qiáng)度高純度高密度石墨，設(shè)計(jì)加工和燒結(jié)模具；
第二步：胎體粉末混合
稱取質(zhì)量合格的胎體金屬粉末，加入體積分?jǐn)?shù)為30％至80％的潤(rùn)濕劑并混合均勻，得到混合均勻的胎體金屬粉末混合料；
第三步：振動(dòng)布粉裝模
稱取混合均勻的胎體金屬粉末混合料，裝入放置在超聲波或其他高頻率振動(dòng)平臺(tái)上的冷壓模具內(nèi)，開動(dòng)超聲波或其他高頻率振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)0.5～10分鐘，振動(dòng)頻率為800hz至100000hz，組裝好鋼壓頭后，移至壓力機(jī)上加壓成型得到超薄片壓坯；
第四步：金剛石定位分布
使用從鋼模取出的鋼壓頭加壓成型得到的超薄片壓坯，壓胚留有滿足金剛石呈等距狀定位分布結(jié)構(gòu)的放置坑，采用涂抹粘貼法將金剛石顆粒置于坑內(nèi)，制得含金剛石顆粒的超薄鋸片壓坯；
第五步：粉末冶金熱壓法制造
將含金剛石顆粒的超薄鋸片壓坯，組裝于石墨模具中，置于鋸片燒結(jié)爐中，先通過加溫加壓，溫度逐步提升至900℃至980℃，壓力逐步加至25kn至40kn，然后降溫至700℃至790℃，降壓至15kn至25kn，進(jìn)行保溫保壓2分鐘至8分鐘，完成熱壓制作流程；
第六步：冷卻脫模
將完成燒結(jié)過程和冷卻后的裝有燒結(jié)鋸片的石墨模具從燒結(jié)爐內(nèi)取出，并脫模得到金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片毛坯；
第七步：修磨開刃
將金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片毛坯，平置于磨床上加工磨平鋸片兩個(gè)平面；然后將其單片或多片安裝在鋸片開刃機(jī)上，進(jìn)行端面開刃；
第八步：裝飾包裝
將表面磨平和端面開刃后的金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片，進(jìn)行外觀處理，進(jìn)行裝飾包裝。
步驟二所述的胎體金屬粉末中含鈷粉、鎳粉、鐵粉、鈦粉、鉻粉、銅粉、錫粉；其中：鈷粉、鎳粉、鐵粉、鈦粉和鉻粉各占總質(zhì)量的2％～80％；銅粉和錫粉各占總質(zhì)量的3％～60％；所用粉末粒徑為0.075mm以下。
步驟三中所述的振動(dòng)布粉裝模，布粉裝模時(shí)將合金鋼磨具放置在超聲波或其他高頻率振動(dòng)平臺(tái)上振動(dòng)1～8分鐘，振動(dòng)頻率為20000hz至80000hz，振動(dòng)平臺(tái)采用超聲波或其他高頻率振動(dòng)源產(chǎn)生激振力。
步驟四中所述的金剛石定位分布，使用的金剛石體積濃度為2％～60％，粒徑為0.04～1.0mm，金剛石顆粒按等距狀定位分布結(jié)構(gòu)植于胎體中的預(yù)定位置，預(yù)定位置是利用激光雕刻法或電火花法加工冷壓成型的鋼壓頭，用鋼壓頭表面的凹凸坑位置來確定預(yù)定位置，冷壓成型壓坯的凹坑即為金剛石顆粒植入位置，采用涂抹粘貼法將金剛石顆粒置于坑內(nèi)。
本發(fā)明金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片的主要特點(diǎn)在于：金剛石植入位置擯棄常規(guī)的隨機(jī)分布形式，而執(zhí)行等距狀定位分布結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了金剛石的功效；使用超聲波或其他高頻率振動(dòng)布粉手段利于粉料的均勻化；利用粉末冶金熱壓法在本發(fā)明所述的溫度和壓力工藝下制作超薄鋸片，能達(dá)到超薄鋸片的性能指標(biāo)；鋸片采用無合金鋼基體的全工作層延長(zhǎng)了使用壽命；鋸片厚度在0.2～2.5mm，遠(yuǎn)小于常規(guī)鋸片厚度，大大提高了鋸切效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的金剛石等距狀定位分布示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片，鋸片直徑φ30mm，厚度0.3mm，安裝孔φ10mm，胎體金屬粉末配方質(zhì)量比例：鈷粉-55％、鎳粉-10％、鐵粉-5％、鈦粉-2％、鉻粉-3％、銅粉-20％、錫粉-5％，粉末粒度均為325目(45微米)以細(xì)；金剛石體積濃度為2％，粒度為80/100目(150-178微米)。
其制作工藝流程為：
①合金鋼模具、合金鋼壓頭和石墨模具加工。
②胎體金屬粉末混料、體積分?jǐn)?shù)為50％的潤(rùn)濕劑和金剛石顆粒。
③混合好的胎體金屬粉末裝入合金鋼模具內(nèi)，放置在超聲波振動(dòng)平臺(tái)上振動(dòng)1分鐘，振動(dòng)頻率為30000hz。
④將振動(dòng)均勻后的合金鋼模具移至壓力機(jī)上加壓，取出壓坯，涂抹粘貼金剛石顆粒于相應(yīng)呈等距狀定位分布結(jié)構(gòu)的坑內(nèi)，然后將壓坯組裝入石墨模具中，金剛石等距狀定位分布結(jié)構(gòu)如圖1所示。
⑤將裝好鋸片冷壓坯的石墨模具放入中頻爐內(nèi)加熱加壓燒結(jié)，溫度加熱至970℃，加壓至35kn，然后進(jìn)行保溫保壓工作，保溫溫度為790℃，保壓壓力為25kn，保溫時(shí)間為2.5分鐘，達(dá)到保溫要求，隨爐冷去后取出脫模。
⑥將燒結(jié)完成的鋸片毛坯平放在磨床上修整拋磨兩平面。
⑦將修整拋磨完兩平面的鋸片毛坯利用開刃機(jī)進(jìn)行端面開刃。
⑧開刃完成后的鋸片清潔處理并噴漆包裝待用。
實(shí)施例2
金剛石等距狀定位分布全工作層超薄鋸片，鋸片直徑φ300mm，厚度1.2mm，安裝孔φ20mm，胎體金屬粉末配方質(zhì)量比例：鈷粉-65％、鎳粉-5％、鐵粉-5％、鈦粉-2％、鉻粉-3％、銅粉-15％、錫粉-5％，粉末粒度均為325目(45微米)以細(xì)；金剛石體積濃度為5％，粒度為40/80目(180-380微米)。
其制作工藝流程為：
①合金鋼模具、合金鋼壓頭和石墨模具加工。
②胎體金屬粉末混料、體積分?jǐn)?shù)為50％的潤(rùn)濕劑和金剛石顆粒。
③混合好的胎體金屬粉末裝入合金鋼模具內(nèi)，放置在超聲波振動(dòng)平臺(tái)上振動(dòng)2分鐘，振動(dòng)頻率為30000hz。
④將振動(dòng)均勻后的合金鋼模具移至壓力機(jī)上加壓，取出壓坯，涂抹粘貼金剛石顆粒于相應(yīng)呈等距狀定位分布結(jié)構(gòu)的坑內(nèi)，然后將壓坯組裝在石墨模具中。
⑤將裝好鋸片冷壓坯的石墨模具放入中頻爐內(nèi)加熱加壓燒結(jié)，溫度加熱至970℃，加壓至35kn，然后進(jìn)行保溫保壓工作，保溫溫度為790℃，保壓壓力為25kn，保溫時(shí)間為3.5分鐘，達(dá)到保溫要求，隨爐冷去后取出脫模。
⑥將燒結(jié)完成的鋸片毛坯平放在磨床上修整拋磨兩平面。
⑦將修整拋磨完兩平面的鋸片毛坯利用開刃機(jī)進(jìn)行端面開刃。
⑧開刃完成后的鋸片清潔處理并噴漆包裝待用。