飛碟式焊接開槽片的制作方法

本發明涉及金剛石切削刀具的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種用于建筑施工的飛碟式焊接開槽片。

背景技術：

金剛石開槽片是一種“加厚版”的金剛石切割工具，廣泛應用于市政建設、道路改造、機場跑道建設、混凝土路面等建筑施工，特別是適合于開槽切割瀝青縫和硬磚墻面等專業切割作業。金剛石開槽片主要由兩部分組成，基體與刀頭.基體是粘結刀頭的主要支撐部分，而刀頭則是在使用過程中起切割的部分，刀頭會在使用中而不斷地消耗掉，刀頭中的金剛石作為目前最硬的物質，它在刀頭中摩擦切割被加工對象。然而現有技術中的金剛石開槽片，功能比較單一，不能適應不同深度和寬度的開槽，而且效率也有待提高，難以滿足路面、墻面鋪裝施工等需求。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種飛碟式焊接開槽片。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種飛碟式焊接開槽片，包括鋼基體，所述鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，其特征在于：所述外圍環形區域設置有金剛石主齒刀頭和金剛石護齒刀頭，所述金剛石護齒刀頭間隔地焊接在外圍環形區域的正反表面上并且延伸至外圍環形區域外，所述相鄰的金剛石護齒刀頭之間的外圍環形區域的端壁上焊接有金剛石主齒刀頭。

其中，所述金剛石主齒刀頭至內部區域中心的距離大于所述金剛石護齒刀頭至內部區域中心的距離。

其中，所述金剛石主齒刀頭的形狀為V形，所述金剛石護齒刀頭的形狀為楔形。

其中，所述內部區域包括中心軸孔和環形加厚平臺，所述外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。

其中，所述金剛石刀頭的原料由以下重量份的組分組成：1.0～2.1份的金剛石、15～36份的銅、24～48份的鐵、2～11份的鎳、4～18份的鈷、3～9份的錫、10～20份的稀土合金、0.2～0.8份的液體石蠟。

作為優選地，所述金剛石刀頭的原料由以下重量份的組分組成：1.2～1.8份的金剛石、19～28份的銅、28～42份的鐵、4～7份的鎳、8～16份的鈷、4～7份的錫、13～17份的稀土合金、0.3～0.6份的液體石蠟。

其中，所述稀土合金以重量百分計含有0.10～0.15wt％的C、0.05～0.15wt％的B、2.0～2.5wt％的Si、50～55wt％的Cu、8.0～10.0wt％的Al、1.0～1.5wt％的Ti、0.05～0.20wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉例如可以為霧化合金粉或機械合金粉，從成本角度考慮優選使用霧化合金粉，例如水霧化合金粉或氣霧化合金粉。

其中，所述金剛石刀頭通過熱壓燒結形成，熱壓燒結溫度為740～810℃，壓力為300～350kg/cm²。

與最接近的現有技術相比，本發明所述的飛碟式焊接開槽片具有以下有益效果：

(1)通過主齒刀頭和護齒刀頭的設計，在高速切割時可以更快速的定位切割點，有利于實現高速切割；而且可以減少與加工材料的接觸面積，可以大幅降低切割阻力，降低噪聲，并提高切割效率。

(2)飛碟式基體結構以及金剛石護齒刀頭大大減少了基體側面與加工材料的接觸面積，從而可以無需采用硬質合金鋼基體，有利于降低基體成本。

(3)通過在常規金屬粉中添加特殊的稀土合金粉不僅提高了刀頭的散熱性，而且進一步提高了切割性能。

附圖說明

圖1為本發明的飛碟式焊接開槽片的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合具體實施例對本發明所述的飛碟式焊接開槽片做進一步的闡述，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

如圖1所示，本實施例的飛碟式焊接開槽片，包括鋼基體10，所述鋼基體10由內部區域和外圍環形區域16組成，所述內部區域的中心設置有軸孔12，所述內部區域還形成有環形加厚平臺14，所述外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有金剛石主齒刀頭20和金剛石護齒刀頭30。所述金剛石主齒刀頭的形狀為V形，所述金剛石護齒刀頭的形狀為楔形。所述金剛石護齒刀頭30間隔地焊接在外圍環形區域的正反表面上并且延伸至外圍環形區域外，所述相鄰的金剛石護齒刀頭30之間的外圍環形區域的端壁上焊接有金剛石主齒刀頭20，并且所述金剛石主齒刀頭20至內部區域中心的距離大于所述金剛石護齒刀頭30至內部區域中心的距離，所述距離差例如可以為1～5mm。所述金剛石主齒刀頭20沿著圓周方向均勻地分布在所述端壁上，在圖中所述金剛石主齒刀頭的數量為8個，所述金剛石護齒刀頭沿著圓周方向均勻地分布在所述外圍環形區域的正反表面上，并且所述金剛石護齒刀頭的數量為8個。作為示例性地，在本發明的實施例中，所述基體為圓形基體，直徑為108mm，金剛石主齒刀頭的高度為9mm，金剛石護齒刀頭露出基體端部的長度為8mm。在本發明中，由于改進了開槽片的結構設計，因而無需采用價格昂貴的硬質鋼。本發明所述的飛碟式焊接開槽片的制備工藝如下：1.基體加工：根據圖紙要求，線切割和車加工所需基體，然后經過打磨平整；2.金剛石刀頭片制燒結成型：根據具體使用要求，選取金屬組分和金剛石，混勻后通過冷壓成型，熱壓燒結，砂輪砂帶打磨制備金剛石刀頭；3.激光焊接：將主齒刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測；4.護齒焊接：將激光焊接后的產品安裝在專用的高頻焊接架上，清理基體表面，擺放銀焊片，采用高頻加熱將護齒刀頭焊接在側面。5.打磨、噴漆、檢驗：將焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用，然后用專用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，將焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

實施例1

本實施例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭20和金剛石護齒刀頭30。所述金剛石護齒刀頭30間隔45°均勻地分布在外圍環形區域的正反表面上并且露出基體端部的長度為8mm。所述相鄰的金剛石護齒刀頭30之間的外圍環形區域的端壁上焊接有金剛石主齒刀頭，相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用市售的金剛石刀頭配方1定制而成。

實施例2

本實施例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭和金剛石護齒刀頭。所述金剛石護齒刀頭30間隔45°均勻地分布在外圍環形區域的正反表面上并且露出基體端部的長度為8mm。所述相鄰的金剛石護齒刀頭30之間的外圍環形區域的端壁上焊接有金剛石主齒刀頭，相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用市售的金剛石刀頭配方2定制而成。

實施例3

本實施例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭和金剛石護齒刀頭。所述金剛石護齒刀頭30間隔45°均勻地分布在外圍環形區域的正反表面上并且露出基體端部的長度為8mm。所述相鄰的金剛石護齒刀頭30之間的外圍環形區域的端壁上焊接有金剛石主齒刀頭，相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用本發明的金剛石刀頭配方而成。

對比例1

本對比例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭。相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用市售的金剛石配方1定制而成。

對比例2

本對比例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭。相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用市售的金剛石配方2定制而成。

對比例3

本對比例的飛碟式焊接開槽片，包括直徑為108mm的耐熱鋼基體，耐熱鋼基體由內部區域和外圍環形區域組成，內部區域的中心設置有軸孔，所述內部區域還形成有環形加厚平臺，外圍環形區域由中心向外具有逐漸變薄的厚度。所述外圍環形區域12設置有高度為9mm的金剛石主齒刀頭。相鄰金剛石主齒刀頭之間的角度為45°，在本實施例中所述金剛石刀頭采用市售的金剛石刀頭采用本發明的金剛石刀頭配方而成。

以實施例1～3以及對比例1～3制備得到的開槽片對瀝青進行開槽對比實驗，實驗結果表明實施例1～3的使用壽命是對比例1～3的至少3倍以上(以開槽切縫的長度表示)，而且開槽速度可以提高10％以上，另外質量也更好。

實施例4

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.6kg、鐵粉4.0kg、鎳粉0.5kg、鈷粉1.2kg、錫0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.08kg和金剛石0.2kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

實施例5

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.4kg、鐵粉3.9kg、鎳粉0.55kg、鈷粉1.3kg、錫0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.04kg和金剛石0.19kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

實施例6

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.2kg、鐵粉3.8kg、鎳粉0.60kg、鈷粉1.4kg、錫0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.05kg和金剛石0.15kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

在實施例4～6中，稀土合金以重量百分計含有0.10wt％的C、0.05wt％的B、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、10.0wt％的Al、1.5wt％的Ti、0.05wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉為水霧化合金粉。

實施例7

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.6kg、鐵粉4.0kg、鎳粉0.5kg、鈷粉1.2kg、錫0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.08kg和金剛石0.2kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為810℃，壓力300kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

實施例8

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.4kg、鐵粉3.9kg、鎳粉0.55kg、鈷粉1.3kg、錫0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.06kg和金剛石0.17kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為810℃，壓力300kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

實施例9

在本實施例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.2kg、鐵粉3.8kg、鎳粉0.60kg、鈷粉1.4kg、錫0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.05kg和金剛石0.15kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為810℃，壓力300kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。

在實施例7～9中，所述稀土合金以重量百分計含有0.15wt％的C、0.15wt％的B、2.5wt％的Si、55wt％的Cu、8.0wt％的Al、1.5wt％的Ti、0.10wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉為水霧化合金粉。

對比例4

在本對比例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.6kg、鐵粉4.0kg、鎳粉0.5kg、鈷粉1.2kg、錫0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.08kg和金剛石0.2kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。其中，稀土合金以重量百分計含有0.10wt％的C、0.05wt％的B、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、1.5wt％的Ti、0.05wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉為水霧化合金粉。

對比例5

在本對比例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取銅粉2.4kg、鐵粉3.9kg、鎳粉0.55kg、鈷粉1.3kg、錫0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.06kg和金剛石0.17kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。其中，稀土合金以重量百分計含有0.10wt％的C、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、10.0wt％的Al、1.5wt％的Ti、0.05wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉為水霧化合金粉。

對比例6

在本對比例中，采用的金剛石中粒度為35/40的占35％、40/45占40％、45/50 占25％。取銅粉2.2kg、鐵粉3.8kg、鎳粉0.60kg、鈷粉1.4kg、錫0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分鐘后，添加液體石蠟0.05kg和金剛石0.15kg，繼續混料4小時后將粉料灌入模具中冷壓成型，熱壓燒結，熱壓燒結溫度為750℃，壓力350kg/cm²，保溫時間180秒。然后用砂輪砂帶打磨刀頭，將刀頭與基體一起放在按圖紙要求相應的基體位置上，將激光焊接機的光點調整到刀頭與基體合適的位置，啟動激光焊接機焊接，使刀頭和基體在激光穿透的瞬間焊接在一起，然后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，再采用高頻焊接護齒，焊接后多功能飛碟式焊接開槽片用磨光機打磨基體表面光亮，然后用砂輪打磨金剛石刀頭的工作面，并使金剛石暴露出來，然后進行表面噴漆，烘干，以防止表面生銹，最后以600N/mm²強度標準對每個金剛石刀頭進行焊接強度檢測，合格后印刷包裝入庫。其中，稀土合金以重量百分計含有0.10wt％的C、0.05wt％的B、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、10.0wt％的Al、0.05wt％的Zr，余量為氧化鈰。所述預合金粉為水霧化合金粉。

熱壓燒結的金剛石刀頭的性能，參照GB/T 230.1-2009金屬材料洛氏硬度試驗第1部分測試硬度；參照GB/T5319-2002燒結金屬材料橫向斷裂強度測定抗彎強度；參照GBT5318-1985燒結金屬材料無切口沖擊試樣測定沖擊韌性，其結果如表1所示。

表1

對于本領域的普通技術人員而言，具體實施例只是對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。