金剛石圓鋸片是一種切割工具，包括連續(xù)邊緣型圓鋸片和刀頭型圓鋸片等類型，廣泛應用于石材，陶瓷等脆硬材料的加工。本發(fā)明所涉及的生產工藝，屬于刀頭型金剛石圓鋸片生產過程中的一項中間工藝。刀頭型金剛石圓鋸片主要由基體與刀頭兩部分組成?；w是粘結刀頭的主要支撐部分，刀頭表現(xiàn)為鋸齒斷開，一般與基體焊接，在使用過程中起切割作用。刀頭中的金屬胎體結合劑將金剛石粉末顆粒包裹、粘接在刀頭內部。

二、

背景技術：

目前，刀頭型金剛石圓鋸片加工的傳統(tǒng)工藝一般包括原料配粉(原材料準備)、原材料混合、冷壓生成生坯或半成品薄片、將生坯或半成品薄片裝填進石墨模具、熱壓燒結成品刀頭等工藝過程，圖1所示為傳統(tǒng)的加工工藝流程圖，在該工藝流程中，熱壓燒結是其中很重要的一個工藝環(huán)節(jié)。熱壓燒結存在的問題是：燒結過程及設備復雜，生產控制要求嚴，需要裝填模具，而且對模具材料的要求高，能源消耗大，生產效率較低，生產成本高。有許多車間所使用的熱壓燒結工藝為非密封式熱壓燒結，刀頭材料在熱壓過程中易氧化，產品的質量難以保證。

采用無壓燒結工藝后，在刀頭型金剛石圓鋸片生產的整個工藝過程得到了簡化，圖2所示為刀頭型金剛石圓鋸片含無壓燒結的加工流程圖。在圖2所示的工藝流程中，省去了刀頭的熱壓燒結工藝過程，因而也就無需將生坯或半成品薄片裝填進石墨模具，其冷壓工藝過程也得到簡化。該工藝流程中仍保留了配粉、原材料混合、刀頭原材料冷壓、刀頭與基體焊接成型等工藝過程。無壓燒結是其中的一項重要生產工藝。

三、

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為刀頭型金剛石圓鋸片加工生產提供無壓燒結工藝，其技術方案為：

1)原材料準備：在原材料準備時，需在配料中添加一定比例的錫青銅合金(如CuSn15)粉末成分和鐵粉材料。其目的是為了在其后的無壓燒結工藝中，提高刀頭粘接性和燒結密度。

2)冷壓成型：原材料通過三維混料機進行均勻混合后，直接送到冷壓車間進行冷壓制坯。為使刀頭的密度提高，冷壓壓力須適當提高，其最高壓力范圍在1200MPa～1600MPa之間。冷壓方式為逐層壓制、一次成型，在同一工序中將生坯壓制到適于無壓燒結工藝所需的形狀與尺寸。

3)無壓燒結：生坯壓制成型后，送入無壓車間進行無壓燒結。

無壓燒結的具體要求是在金剛石刀頭生坯進行無壓燒結工藝時，須將冷壓成型的刀頭生坯擺放整齊，生坯塊與生坯塊之間須以石墨隔板隔開。

刀頭生坯在密封的無壓燒結爐中進行無壓燒結。在無壓燒結工藝過程中，須在密封爐膛內通入H₂和N₂混合氣體，爐膛內的壓力保持在0.1MPa左右，不得超過0.2MPa。其溫度范圍是700℃～900℃，燒結時間為3小時，生坯在燒結時間結束后，須保溫1小時，然后，降溫時間為0.5小時，當溫度降至200℃及以下時取出刀頭產品。

經檢驗，無壓燒結刀頭產品的各項性能指標達到和超過了熱壓燒結刀頭產品。而且刀頭與鋸片基體的焊接效果更加牢靠，無掉齒現(xiàn)象。

本發(fā)明的有益效果在于：該工藝方便操作、設備簡單、一次燒結的量大、可成批燒結、生產效率高。由于生坯的成型不需要特殊的加熱設備和模具設備，因而相比傳統(tǒng)的熱壓燒結工藝，節(jié)約了人工、材料和電力能源，具有較強的應用價值。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

四、附圖說明

圖1為刀頭型金剛石圓鋸片傳統(tǒng)的加工工藝流程圖；

圖2為刀頭型金剛石圓鋸片含無壓燒結的加工流程圖；

圖3為冷壓工藝示意圖；

圖4為無壓燒結工藝示意圖。

圖3中，1為冷壓模具，2為冷壓上刀頭，3為冷壓下刀頭，4為復合層冷壓生坯。

圖4中，1為送料液壓缸，2為冷壓生坯，3為無壓燒結密封爐爐膛，4為無壓燒結密封爐降溫區(qū)，5為成型刀頭產品，6、7為傳送帶送料滾輪。

五、具體實施方式

1.原材料準備：為了在其后的無壓燒結工藝中，提高刀頭粘接性和燒結密度。用于制造刀頭的原材料由粘結金屬、硬質耐磨材料和用以調整胎體性能的添加劑粉末組成。在原材料準備時，需在配料中添加一定比例的錫青銅合金(如CuSn15)粉末成分和鐵粉材料。

2.混料：配粉后的原材料，送入三維混料機中進行混料處理，經混料機均勻混合后的粉料不能久放(一般不超過4小時)，須立即送至冷壓車間壓制成刀頭生坯。

3.冷壓成型：應選擇壓力范圍大，自動化程度高的多層自動冷壓機制坯。如圖3所示，為保證刀頭足夠的粘接性和燒結密度，其冷壓壓力須適當提高，其上刀頭2和下刀頭3之間的最高壓力范圍在1200MPa～1600MPa之間，冷壓方式為粉料在模具1中逐層壓制、一次成型，在同一工序中將復合層生坯4壓制到適于無壓燒結工藝所需的形狀與尺寸。

4.無壓燒結：如圖4所示，生坯2壓制成型后，送入無壓車間進行無壓燒結。生坯2在進行無壓燒結工藝時，須擺放整齊，水平放置或豎直放置，生坯塊與生坯塊之間須用石墨隔板隔開。實施過程為：

①按無壓燒結的要求將冷壓生坯2放在輸送帶滾輪6上，做好送入準備。

②當燒結爐3升溫到指定溫度450℃時，往燒結爐中輸入N₂，輸入時間為5～10分鐘，其主要目的是驅除燒結爐膛內的氧氣。

③燒結爐停止單獨供應N₂，改為通入H₂和N₂混合氣體(6～8立方米)。

④燒結爐點火升溫，將溫度升高到指定溫度700℃～900℃后，將氣壓量調到指定氣壓0.1MPa。

⑤通過送料液壓缸1將刀頭生坯2送入密封無壓燒結爐3中進行無壓燒結。在無壓燒結工藝過程中，須在密封爐膛內保持H₂和N₂混合氣體環(huán)境，爐膛內的壓力保持在0.1MPa左右，不得超過0.2MPa，其溫度范圍是700℃～900℃，燒結時間為3小時，生坯在燒結時間結束后，須保溫1小時，然后，送到降溫區(qū)4，降溫時間為0.5小時，當溫度降至200℃及以下時，從降溫區(qū)4取出刀頭產品5。

⑥經無壓燒結生產的刀頭產品，可以直接送焊接車間與圓鋸片基體焊接成刀頭型金剛石圓鋸片，并進行其后的各項工藝。