組合金剛石繩鋸及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于金剛石工具技術領域，具體涉及一種組合金剛石繩鋸及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]金剛石是目前最堅硬的物質，因其特殊的性質而被廣泛應用于材料加工，比如石材加工、礦山開鑿等領域，在上述領域中，金剛石主要被加工成串珠的形式，再將多個金剛石串珠結合，對石材或礦石進行加工切割。
[0003]現有的金剛石串珠，主要由基體和金剛石外圈構成，多數是通過電鍍和燒結使金剛石顆粒結合在基體上。一般，電鍍主要是在鍍層內鑲嵌金剛石顆粒，而由于鍍層的限制，導致金剛石顆粒較小，一般在0.2_以下，切割效率低，再者由于金剛石顆粒僅依靠，與鍍層之間的包埋作用來達到一定的結合強度，因此，在使用過程中，金剛石顆粒容易從基體上脫落，而使切割效率嚴重降低;而目前現有的燒結主要是將金屬粉末與金剛石顆粒混合，再將其壓制在基體表面形成金剛石外圈，但是現有的燒結形成的金剛石外圈由于其內部的金剛石裸露不夠充分，而導致切割效率降低，若金剛石裸露過多，在使用過程中又容易出現脫落的現象，究其原因，主要是因為金剛石表面的開刃不夠精確，導致金剛石顆粒裸露不夠精準。另一方面，現有的金剛石串珠在與鋼絲繩結合組成繩鋸時，由于其結構不合理，在使用過程中容易導致繩鋸旋轉扭動，甚至導致金剛石串珠移位，給切割工作帶來很大不便。
[0004]金剛石繩鋸，顧名思義，即為繩狀的金剛石鋸，是將金剛石串珠與繩具結合后以對大型的石材或礦石進行切割，在礦山開鑿中的應用極為廣泛，而現有的繩鋸因金剛石串珠與繩具、外層隔套間的設計不合理，導致在使用過程中外層隔套壽命較短、金剛石串珠切割效率低。
[0005]因此，對現有的金剛石串珠及金剛石繩鋸進行改進，已成為本領域亟需解決的技術難題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了解決現有技術的不足，而提供一種組合金剛石繩鋸及其制備方法和應用，該組合金剛石繩鋸對金剛石串珠及繩鋸結構進行改進，有效提高了切割效率。
[0007]本發明采用如下技術方案:
組合金剛石繩鋸，包括多個金剛石串珠、鋼絲繩和膠層隔套；
其中，所述金剛石串珠包括串珠基體和金剛石外圈，所述金剛石外圈包覆于串珠基體的外圍，所述串珠基體內部設有供鋼絲繩穿過的通孔，所述通孔的側壁上設有螺紋，所述金剛石外圈的外側設有開刃凹槽，所述金剛石外圈內設有錯落排列的金剛石顆粒，所述金剛石顆粒通過開刃凹槽裸露；
所述鋼絲繩通過所述通孔穿過所述金剛石串珠，所述膠層隔套包覆于所述鋼絲繩的外圍，所述膠層隔套的厚度小于金剛石外圈的厚度。
[0008]所述的組合金剛石繩鋸，其中所述金剛石串珠等距穿在所述鋼絲繩上。
[0009]所述的組合金剛石繩鋸，其中所述金剛石顆粒的體積的三分之二通過開刃凹槽裸
Mo
[0010]所述的組合金剛石繩鋸，其中所述金剛石外圈的厚度為1-3_，外徑為0.5-0.8cm。
[0011]所述的組合金剛石繩鋸，其中所述金剛石顆粒的尺寸為500-700微米。
[0012]以上所述的組合金剛石繩鋸，其中所述膠層隔套一體成型包覆于所述鋼絲繩的外圍。
[0013]組合金剛石繩鋸的制備方法，包括如下步驟:
步驟一，配料:配制按照質量份數計的如下原料:第一段混合料:金剛石顆粒15-20份、鈷20-30份、鎢15-28份、鎳30-40份、鉻8-15份、錫粉18-22份;第二段混合料:金剛石顆粒18-22份、鈷15-18份、鎢15-20份、鎳25-28份、鉻15-18份、錫粉25-30份;第三段混合料:金剛石顆粒20-23份、鈷14-16份、鎢13-16份、鎳20-25份、鉻16-18份、錫粉30-35份；
步驟二，冷壓:按照質量配比，將第一段混合料、第二段混合料、第三段混合料分別混合均勻，后依次將第一段混合料、第二段混合料、第三段混合料冷壓成型至串珠基體外圍，在串珠基體外圍形成金剛石外圈，得金剛石串珠一次初品；
步驟三，熱壓燒結:將步驟二所得金剛石串珠一次初品的金剛石外圈熱壓燒結，使金剛石外圈體積等比例縮小至原體積的五分之三，得金剛石串珠二次初品，其中熱壓燒結時設置壓力60-68kN，溫度850-900°C，預熱時間90min-100min，燒結時間16-20s;
步驟四，開刃:將步驟三所得金剛石串珠二次初品的金剛石外圈進行開刃，在金剛石外圈表面形成開刃凹槽，開刃時間6-8s，使金剛石外圈內的金剛石顆粒通過開刃凹槽裸露出來，金剛石串珠三次初品；
步驟五，開螺紋:在步驟四所得金剛石串珠三次初品的串珠基體的內側開螺紋，得所述金剛石串珠；
步驟六，將步驟五所得金剛石串珠依次穿到鋼絲繩上，后將膠水注塑到鋼絲繩上，待膠水凝固后，在鋼絲繩的外圍形成膠層隔套，即得所述組合金剛石繩鋸。
[0014]所述的組合金剛石繩鋸的制備方法，其中步驟六中所述的將膠水注塑到鋼絲繩上時的溫度為160-193 °C。
[0015]組合金剛石繩鋸在石材加工及礦山開鑿中的應用。
[0016]本發明與現有技術相比，其有益效果為:
第一，本發明組合金剛石繩鋸在串珠基體內設置螺紋，將金剛石串珠穿在鋼絲繩上后，進行注膠，膠水會滲入螺紋與鋼絲繩之間的縫隙，進一步提高金剛石串珠與繩具之間的抓持力，可以有效防止繩具在使用過程中因旋轉扭曲而導致的串珠移位，有效提高了切割效率；
第二，本發明組合金剛石繩鋸在金剛石外圈設置的開刃凹槽，使金剛石顆粒有效裸露，不僅提高了切割效率，還有效避免了傳統燒結方式導致的金剛石顆粒脫落，并且金剛石顆粒錯落排列，;
第三，本發明組合金剛石繩鋸對金剛石外圈的材質進行了改進，有效提高了金剛石顆粒的粘結強度和金剛石外圈的硬度，有效降低了金剛石顆粒脫落和金剛石外圈的磨損量，從而有效提高了切割效率；第四，本發明組合金剛石繩鋸采用膠層隔套，依次注塑成型，有效提高了繩鋸的使用壽命;
第五，本發明組合金剛石繩鋸制備方法簡單易行，適于大范圍推廣應用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明組合金剛石繩鋸中金剛石串珠的結構示意圖；
圖2為本發明組合金剛石繩鋸中金剛石串珠的主視圖；
圖3為本發明組合金剛石繩鋸中金剛石串珠的a-a剖視圖；
圖4為本發明組合金剛石繩鋸的剖視圖；
其中，1、金剛石串珠;2、鋼絲繩;3、膠層隔套;4、串珠基體;5、金剛石外圈；6、通孔;7、螺紋;8、開刃凹槽;9、金剛石顆粒。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述。
[0019]本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。在本發明中，所述串珠基體購自華賜機械有限公司。
[0020]實施例1
如圖1至圖4所示，組合金剛石繩鋸，包括多個金剛石串珠1、鋼絲繩2和膠層隔套3;
其中，所述金剛石串珠I包括串珠基體4和金剛石外圈5，所述金剛石外圈5包覆于串珠基體4的外圍，所述串珠基體4內部設有供鋼絲繩2穿過的通孔6，所述通孔6的側壁上設有螺紋7，所述金剛石外圈5的外側設有開刃凹槽8，所述金剛石外圈5內設有錯落排列的金剛石顆粒9，所述金剛石顆粒9通過開刃凹槽8裸露;所述鋼絲繩2通過所述通孔6穿過所述金剛石串珠I，所述膠層隔套3包覆于所述鋼絲繩2的外圍，所述膠層隔套3的厚度小于金剛石外圈5的厚度。
[0021]其中所述金剛石串珠I等距穿在所述鋼絲繩2上，所述金剛石顆粒9的體積的三分之二通過開刃凹槽8裸露，所述金剛石外圈5的厚度為2mm，外徑為0.6cm，所述金剛石顆粒9的尺寸為600微米，所述膠層隔套3—體成型包覆于所述鋼絲繩2的外圍。
[0022]本發明組合金剛石繩鋸的制備方法，包括如下步驟:
步驟一，配料:配制按照質量份數計的如下原料:第一段混合料:金剛石顆粒18份、鈷25份、鎢20份、鎳36份、絡12份、錫粉20份;第二段混合料:金剛石顆粒20份、鈷16份、媽18份、鎳26份、絡16份、錫粉28份;第三段混合料:金剛石顆粒2 2份、鈷15份、鎢14份、鎳22份、絡17份、錫粉32份；
步驟二，冷壓:按照質量配比，將第一段混合料、第二段混合料、第三段混合料分別混合均勻，后依次將第一段混合料、第二段混合料、第三段混合料冷壓成型至串珠基體4外圍，在串珠基體4外圍形成金剛石外圈5，得金剛石串珠一次初品；
步驟三，熱壓燒結:將步驟二所得金剛石串珠一次初品的金剛石外圈5熱壓燒結，使金剛石外圈5體積等比例縮小至原體積的五分之三，得金剛石串珠二次初品，其中熱壓燒結時設置壓力66kN，溫度880 0C，預熱時間95min，燒結時間18s;
步驟四，開刃:將步驟三所得金剛石串珠二次初品的金剛石外圈5進行開刃，在金剛石外圈5表面形成開刃凹槽8，開刃時間7s，使金剛石外圈5內的金剛石顆粒9通過開刃凹槽8裸露出來，金剛石串珠三次初品；
步驟五，開螺紋:在步驟四所得金剛石串珠三次初品的串珠基體4的內側開螺紋，得所述金剛石串珠I;