本發(fā)明涉及切割工具技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及了一種超硬切割片及其制備方法。

背景技術(shù)：

金剛石的高硬度和優(yōu)良物理機械性能使得金剛石工具成為加工各種堅硬材料不可缺少的有效工具。金剛石工具目前按制造方法和工藝通?？煞譃殡婂?、燒結(jié)和釬焊工具產(chǎn)品，各種不同工藝制造的金剛石工具各有優(yōu)劣。其中，電鍍金剛石工具電鍍工藝簡單，制作容易，但電鍍金剛石工具上電沉積的鍍層金屬與磨料和磨具基體的界面上均不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，磨料只是被機械包覆在鍍層與基體之間，因此金屬鍍層對金剛石磨粒的把持力小，極容易因磨料脫落和鍍層成片剝離導(dǎo)致砂輪的整體失效。燒結(jié)金剛石工具是預(yù)合金粉末胎體和金剛石顆?；旌蠅号鳠Y(jié)而成，金剛石孕鑲在預(yù)合金粉末胎體中，金剛石與一般金屬合金之間具有很高的界面能，金剛石顆粒不能為一般低熔點合金所浸潤，粘結(jié)性差。在傳統(tǒng)的制造技術(shù)中，金剛石顆粒僅靠胎體收縮后產(chǎn)生的機械夾持力鑲嵌于胎體金屬基中，而沒有形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)或冶金結(jié)合，導(dǎo)致金剛石顆粒在工作中易與胎體金屬基分離，大大降低了金剛石工具的壽命及性能水平。大部分孕鑲式工具中金剛石的利用率較低，大量昂貴的金剛石在工作中脫落流失于廢屑之中。

而釬焊金剛石工具采用在金剛石表面涂覆某些過渡族元素如Ti、Cr、W等作為結(jié)合劑，并與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在表面形成碳化物。通過這層碳化物的作用使得金剛石顆粒、結(jié)合劑和工具基體三者就能通過釬焊實現(xiàn)牢固的化學(xué)冶金結(jié)合，從而實現(xiàn)真正的金剛石表面金屬化，該技術(shù)可使金剛石最大出刃值達到粒徑的三分之二，相比前兩者方法制得的工具，其壽命可提高3倍以上。所以，采用釬焊技術(shù)可望實現(xiàn)胎體釬料、金剛石顆粒和基體之間的牢固結(jié)合。該方法中金剛石磨粒釬焊在金屬基體上，解決了工具上金剛石磨粒把持力不夠的問題。

但傳統(tǒng)釬焊金剛石切割鋸片制備工藝依然存在其缺陷，目前釬焊金剛石鋸片依然使用真空釬焊技術(shù)，受制于真空釬焊爐的空間，制造大尺寸的切割片依然存在問題，成本較高。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種超硬切割片的制備方法及由該方法制得的超硬切割片，以解決上述問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種超硬切割片的制備方法，它包括以下步驟：

超硬切割鋸齒的制備：將平均粒徑為10微米～200微米的釬料粉體與平均粒徑為3微米～50微米的超硬材料顆?；旌现频没旌镶F焊材料粉體；將所述混合釬焊材料粉體預(yù)涂覆在切割鋸齒基體表面并進行冷壓處理2s～15s，然后采用真空釬焊技術(shù)在所述切割鋸齒基體表面釬焊所述混合釬焊材料粉體，制得超硬切割鋸齒；其中控制冷壓處理的壓力為10～50MPa、釬焊的真空度為1×10^-1Pa ～1×10^-3Pa、釬焊升溫速率為60℃/min～120℃/min、釬焊溫度為800℃～950℃、釬焊保溫時間為20min～30min然后自然冷卻至室溫；

超硬切割片的拼裝：將所述超硬切割鋸齒焊接在切割片基體上，制得超硬切割片，其中將所述超硬切割鋸齒焊接在切割片基體上采用通用的焊接技術(shù)。

基于上述，所述釬料粉體為Ni基釬料粉體、Cu基釬料粉體、Ag基釬料粉體中的一種或幾種的組合。

基于上述，所述超硬材料顆粒為金剛石顆?；虻痤w粒。

基于上述，所述超硬切割鋸齒的制備步驟中還包括對所述切割鋸齒基體首先進行去油、活化處理的分步驟。

基于上述，所述處理的分步驟包括：首先將所述切割鋸齒基體進行噴砂處理得到噴砂處理后的切割鋸齒基體，然后將噴砂處理后的所述切割鋸齒基體浸入3wt%～8wt%的鹽酸溶液中，得到酸洗切割鋸齒基體；最后將所述酸洗切割鋸齒基體浸入到溫度為50℃～80℃的堿洗溶液中進行堿洗處理5～10分鐘；其中所述堿洗溶液為NaOH溶液、Na₂CO₃溶液或兩種溶液的混合。

基于上述，所述切割鋸齒基體為45號鋼或65錳鋼。

基于上述，所述切割片基體為45號鋼或65錳鋼。

本發(fā)明還提供一種由上述制備方法制得的超硬切割片，它包括切割片基體和焊接在所述切割片基體上的超硬切割鋸齒；所述超硬切割鋸齒包括切割鋸齒基體和通過真空釬焊焊接在該切割鋸齒基體外表面的超硬材料層。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，具體的說，本發(fā)明采用將大尺寸的超硬切割片拆分為切割片基體和焊接在所述切割片基體上的超硬切割鋸齒，有效解決了真空釬焊法不能制作大尺寸超硬切割片的問題，同時實現(xiàn)了超硬材料、釬焊合金材料與金屬基體界面的化學(xué)冶金結(jié)合，提高了不同材料界面的結(jié)合強度。本發(fā)明還提供一種由上述制備方法制得的超硬切割片，該超硬切割片各界面之間結(jié)合牢固，使用壽命長，同時該超硬切割片的最大出刃值可達到70%以上，具有較好的切割性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的超硬切割片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的超硬切割鋸齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、切割片基體；2、超硬切割鋸齒；3、裝配孔；21、切割鋸齒基體；22、超硬材料層。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

實施例1

本實施例提供了一種超硬切割片的制備方法，它包括以下步驟：

超硬切割鋸齒的制備：首先將65錳鋼材質(zhì)切割鋸齒基體進行噴砂處理得到噴砂處理后的切割鋸齒基體；將噴砂處理后的所述切割鋸齒基體浸入8wt%的鹽酸溶液中，得到酸洗切割鋸齒基體；將所述酸洗切割鋸齒基體浸入到溫度為80℃的堿洗溶液中進行堿洗處理10分鐘；所述堿洗溶液為NaOH溶液和Na₂CO₃溶液的混合；然后將平均粒徑為10微米～200微米的Ni基釬料粉體與平均粒徑為3微米～50微米的金剛石顆粒混合制得混合釬焊材料粉體；將所述混合釬焊材料粉體預(yù)涂覆在65錳鋼材質(zhì)的切割鋸齒基體表面并進行冷壓處理15s，然后采用真空釬焊技術(shù)在所述切割鋸齒基體表面釬焊所述混合釬焊材料粉體，制得超硬切割鋸齒；其中控制冷壓處理的壓力為50MPa、釬焊的真空度為1×10^-3Pa、釬焊升溫速率為120℃/min、釬焊溫度為950℃、釬焊保溫時間為20min，保溫結(jié)束后自然冷卻至室溫；

超硬切割片的拼裝：將所述超硬切割鋸齒焊接在65錳鋼材質(zhì)的切割片基體上，從而制得超硬切割片。

本實施例還提供了一種由上述制備方法制得的超硬切割片，它包括65錳鋼材質(zhì)的切割片基體1和焊接在所述切割片基體1上的超硬切割鋸齒2；所述切割片基體1中心開設(shè)有裝配孔3。所述超硬切割鋸齒2包括65錳鋼材質(zhì)的切割鋸齒基體21和通過真空釬焊焊接在該切割鋸齒基體外表面的超硬材料層22，本實施例中所述超硬材料層22為金剛石層。

實施例2

本實施例提供一種超硬切割片的制備方法，具體步驟與實施例1中的步驟大致相同，不同之處在于：

所述釬料粉體為Cu基釬料粉體；所述超硬材料顆粒為氮化硼顆粒；所述切割鋸齒基體為45號鋼；所述切割片基體為45號鋼。

本實施例還提供了一種由上述制備方法制得的超硬切割片，它包括45號鋼材質(zhì)的切割片基體1和焊接在所述切割片基體1上的超硬切割鋸齒2；所述切割片基體1中心開設(shè)有裝配孔3。所述超硬切割鋸齒2包括45號鋼的切割鋸齒基體21和通過真空釬焊焊接在該切割鋸齒基體外表面的氮化硼層。

實施例3

本實施例提供一種超硬切割片的制備方法，具體步驟與實施例1中的步驟大致相同，不同之處在于：

所述釬料粉體為Ni基釬料粉體和Ag基釬料粉體的組合；所述超硬材料顆粒為氮化硼顆粒；所述切割鋸齒基體為45號鋼；所述切割片基體為45號鋼。

本實施例還提供了一種由上述制備方法制得的超硬切割片，它包括45號鋼材質(zhì)的切割片基體1和焊接在所述切割片基體1上的超硬切割鋸齒2；所述切割片基體1中心開設(shè)有裝配孔3。所述超硬切割鋸齒2包括45號鋼的切割鋸齒基體21和通過真空釬焊焊接在該切割鋸齒基體外表面的氮化硼層。

性能測試

為檢驗超硬切割片的切割性能及釬料對超硬材料顆粒的包鑲能力，分別對實施例1～3所制得的超硬切割片各進行5次開刃實驗，并測得其最大平均出刃值，結(jié)果顯示其最大出刃值可達到70%以上。由此可見真空釬焊技術(shù)可使金剛石與釬料的結(jié)合強度大大提高。同時發(fā)現(xiàn)所制得的超硬切割片在磨損近2mm時仍能繼續(xù)工作，從而說明了由于金剛石與釬料具有較高的結(jié)合強度，所以僅需很薄的結(jié)合劑厚度就足以牢固地把持住磨粒，其裸露高度可達70%～80%，使磨料的利用更加充分，大大提高了工具的壽命和加工效率。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，金剛石工具的允許最大出刃值可增加50%以上，在工具的功耗不增或有所降低的條件下，單位體積上工件材料的金剛石耗量減少一半以上。

最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。