飞碟式焊接开槽片的制作方法

本发明涉及金刚石切削刀具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于建筑施工的飞碟式焊接开槽片。

背景技术：

金刚石开槽片是一种“加厚版”的金刚石切割工具，广泛应用于市政建设、道路改造、机场跑道建设、混凝土路面等建筑施工，特别是适合于开槽切割沥青缝和硬砖墙面等专业切割作业。金刚石开槽片主要由两部分组成，基体与刀头.基体是粘结刀头的主要支撑部分，而刀头则是在使用过程中起切割的部分，刀头会在使用中而不断地消耗掉，刀头中的金刚石作为目前最硬的物质，它在刀头中摩擦切割被加工对象。然而现有技术中的金刚石开槽片，功能比较单一，不能适应不同深度和宽度的开槽，而且效率也有待提高，难以满足路面、墙面铺装施工等需求。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种飞碟式焊接开槽片。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种飞碟式焊接开槽片，包括钢基体，所述钢基体由内部区域和外围环形区域组成，其特征在于：所述外围环形区域设置有金刚石主齿刀头和金刚石护齿刀头，所述金刚石护齿刀头间隔地焊接在外围环形区域的正反表面上并且延伸至外围环形区域外，所述相邻的金刚石护齿刀头之间的外围环形区域的端壁上焊接有金刚石主齿刀头。

其中，所述金刚石主齿刀头至内部区域中心的距离大于所述金刚石护齿刀头至内部区域中心的距离。

其中，所述金刚石主齿刀头的形状为V形，所述金刚石护齿刀头的形状为楔形。

其中，所述内部区域包括中心轴孔和环形加厚平台，所述外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。

其中，所述金刚石刀头的原料由以下重量份的组分组成：1.0～2.1份的金刚石、15～36份的铜、24～48份的铁、2～11份的镍、4～18份的钴、3～9份的锡、10～20份的稀土合金、0.2～0.8份的液体石蜡。

作为优选地，所述金刚石刀头的原料由以下重量份的组分组成：1.2～1.8份的金刚石、19～28份的铜、28～42份的铁、4～7份的镍、8～16份的钴、4～7份的锡、13～17份的稀土合金、0.3～0.6份的液体石蜡。

其中，所述稀土合金以重量百分计含有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，余量为氧化铈。所述预合金粉例如可以为雾化合金粉或机械合金粉，从成本角度考虑优选使用雾化合金粉，例如水雾化合金粉或气雾化合金粉。

其中，所述金刚石刀头通过热压烧结形成，热压烧结温度为740～810℃，压力为300～350kg/cm²。

与最接近的现有技术相比，本发明所述的飞碟式焊接开槽片具有以下有益效果：

(1)通过主齿刀头和护齿刀头的设计，在高速切割时可以更快速的定位切割点，有利于实现高速切割；而且可以减少与加工材料的接触面积，可以大幅降低切割阻力，降低噪声，并提高切割效率。

(2)飞碟式基体结构以及金刚石护齿刀头大大减少了基体侧面与加工材料的接触面积，从而可以无需采用硬质合金钢基体，有利于降低基体成本。

(3)通过在常规金属粉中添加特殊的稀土合金粉不仅提高了刀头的散热性，而且进一步提高了切割性能。

附图说明

图1为本发明的飞碟式焊接开槽片的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的飞碟式焊接开槽片做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，本实施例的飞碟式焊接开槽片，包括钢基体10，所述钢基体10由内部区域和外围环形区域16组成，所述内部区域的中心设置有轴孔12，所述内部区域还形成有环形加厚平台14，所述外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有金刚石主齿刀头20和金刚石护齿刀头30。所述金刚石主齿刀头的形状为V形，所述金刚石护齿刀头的形状为楔形。所述金刚石护齿刀头30间隔地焊接在外围环形区域的正反表面上并且延伸至外围环形区域外，所述相邻的金刚石护齿刀头30之间的外围环形区域的端壁上焊接有金刚石主齿刀头20，并且所述金刚石主齿刀头20至内部区域中心的距离大于所述金刚石护齿刀头30至内部区域中心的距离，所述距离差例如可以为1～5mm。所述金刚石主齿刀头20沿着圆周方向均匀地分布在所述端壁上，在图中所述金刚石主齿刀头的数量为8个，所述金刚石护齿刀头沿着圆周方向均匀地分布在所述外围环形区域的正反表面上，并且所述金刚石护齿刀头的数量为8个。作为示例性地，在本发明的实施例中，所述基体为圆形基体，直径为108mm，金刚石主齿刀头的高度为9mm，金刚石护齿刀头露出基体端部的长度为8mm。在本发明中，由于改进了开槽片的结构设计，因而无需采用价格昂贵的硬质钢。本发明所述的飞碟式焊接开槽片的制备工艺如下：1.基体加工：根据图纸要求，线切割和车加工所需基体，然后经过打磨平整；2.金刚石刀头片制烧结成型：根据具体使用要求，选取金属组分和金刚石，混匀后通过冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨制备金刚石刀头；3.激光焊接：将主齿刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测；4.护齿焊接：将激光焊接后的产品安装在专用的高频焊接架上，清理基体表面，摆放银焊片，采用高频加热将护齿刀头焊接在侧面。5.打磨、喷漆、检验：将焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用，然后用专用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，将焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例1

本实施例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头20和金刚石护齿刀头30。所述金刚石护齿刀头30间隔45°均匀地分布在外围环形区域的正反表面上并且露出基体端部的长度为8mm。所述相邻的金刚石护齿刀头30之间的外围环形区域的端壁上焊接有金刚石主齿刀头，相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用市售的金刚石刀头配方1定制而成。

实施例2

本实施例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头和金刚石护齿刀头。所述金刚石护齿刀头30间隔45°均匀地分布在外围环形区域的正反表面上并且露出基体端部的长度为8mm。所述相邻的金刚石护齿刀头30之间的外围环形区域的端壁上焊接有金刚石主齿刀头，相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用市售的金刚石刀头配方2定制而成。

实施例3

本实施例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头和金刚石护齿刀头。所述金刚石护齿刀头30间隔45°均匀地分布在外围环形区域的正反表面上并且露出基体端部的长度为8mm。所述相邻的金刚石护齿刀头30之间的外围环形区域的端壁上焊接有金刚石主齿刀头，相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用本发明的金刚石刀头配方而成。

对比例1

本对比例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头。相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用市售的金刚石配方1定制而成。

对比例2

本对比例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头。相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用市售的金刚石配方2定制而成。

对比例3

本对比例的飞碟式焊接开槽片，包括直径为108mm的耐热钢基体，耐热钢基体由内部区域和外围环形区域组成，内部区域的中心设置有轴孔，所述内部区域还形成有环形加厚平台，外围环形区域由中心向外具有逐渐变薄的厚度。所述外围环形区域12设置有高度为9mm的金刚石主齿刀头。相邻金刚石主齿刀头之间的角度为45°，在本实施例中所述金刚石刀头采用市售的金刚石刀头采用本发明的金刚石刀头配方而成。

以实施例1～3以及对比例1～3制备得到的开槽片对沥青进行开槽对比实验，实验结果表明实施例1～3的使用寿命是对比例1～3的至少3倍以上(以开槽切缝的长度表示)，而且开槽速度可以提高10％以上，另外质量也更好。

实施例4

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.6kg、铁粉4.0kg、镍粉0.5kg、钴粉1.2kg、锡0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg和金刚石0.2kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例5

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.4kg、铁粉3.9kg、镍粉0.55kg、钴粉1.3kg、锡0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.04kg和金刚石0.19kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例6

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.2kg、铁粉3.8kg、镍粉0.60kg、钴粉1.4kg、锡0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.05kg和金刚石0.15kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

在实施例4～6中，稀土合金以重量百分计含有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，余量为氧化铈。所述预合金粉为水雾化合金粉。

实施例7

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.6kg、铁粉4.0kg、镍粉0.5kg、钴粉1.2kg、锡0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg和金刚石0.2kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为810℃，压力300kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例8

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.4kg、铁粉3.9kg、镍粉0.55kg、钴粉1.3kg、锡0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.06kg和金刚石0.17kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为810℃，压力300kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例9

在本实施例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.2kg、铁粉3.8kg、镍粉0.60kg、钴粉1.4kg、锡0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.05kg和金刚石0.15kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为810℃，压力300kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

在实施例7～9中，所述稀土合金以重量百分计含有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，余量为氧化铈。所述预合金粉为水雾化合金粉。

对比例4

在本对比例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.6kg、铁粉4.0kg、镍粉0.5kg、钴粉1.2kg、锡0.4kg和稀土合金1.3kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.08kg和金刚石0.2kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。其中，稀土合金以重量百分计含有0.10wt％的C、0.05wt％的B、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、1.5wt％的Ti、0.05wt％的Zr，余量为氧化铈。所述预合金粉为水雾化合金粉。

对比例5

在本对比例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50占25％。取铜粉2.4kg、铁粉3.9kg、镍粉0.55kg、钴粉1.3kg、锡0.45kg和稀土合金1.4kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.06kg和金刚石0.17kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。其中，稀土合金以重量百分计含有0.10wt％的C、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、10.0wt％的Al、1.5wt％的Ti、0.05wt％的Zr，余量为氧化铈。所述预合金粉为水雾化合金粉。

对比例6

在本对比例中，采用的金刚石中粒度为35/40的占35％、40/45占40％、45/50 占25％。取铜粉2.2kg、铁粉3.8kg、镍粉0.60kg、钴粉1.4kg、锡0.5kg和稀土合金1.5kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.05kg和金刚石0.15kg，继续混料4小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，热压烧结温度为750℃，压力350kg/cm²，保温时间180秒。然后用砂轮砂带打磨刀头，将刀头与基体一起放在按图纸要求相应的基体位置上，将激光焊接机的光点调整到刀头与基体合适的位置，启动激光焊接机焊接，使刀头和基体在激光穿透的瞬间焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，再采用高频焊接护齿，焊接后多功能飞碟式焊接开槽片用磨光机打磨基体表面光亮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。其中，稀土合金以重量百分计含有0.10wt％的C、0.05wt％的B、2.5wt％的Si、50wt％的Cu、10.0wt％的Al、0.05wt％的Zr，余量为氧化铈。所述预合金粉为水雾化合金粉。

热压烧结的金刚石刀头的性能，参照GB/T 230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分测试硬度；参照GB/T5319-2002烧结金属材料横向断裂强度测定抗弯强度；参照GBT5318-1985烧结金属材料无切口冲击试样测定冲击韧性，其结果如表1所示。

表1

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。