复合型圆锯片及其制造方法与流程

本发明涉及金刚石圆锯片技术领域，尤其涉及一种复合型圆锯片及其制造方法。

背景技术：

金刚石圆锯片广泛应于各种切削加工行业，由于现有的金刚石圆锯片为钢制圆锯片自重大，切削时耗能较多、且噪音大，因此开始出现了复合型圆锯片，具有重量轻、节能、降噪和使用方便的优点。

现有的复合型圆锯片由于生产技术不成熟，生产成本高、质量差、坚固程度不够，且难以制造大规格的复合型圆锯片，一直不能取代钢制圆锯片投入市场。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种复合型圆锯片及其制造方法，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种复合型圆锯片，其包括锯片基体、连接支座和刀头；

所述锯片基体为由复合材料制成的盘体；

所述连接支座为环形，连接支座镶嵌在所述锯片基体的外圆周上；

所述连接支座由多个弧形基片首尾连接而成；所述弧形基片包括嵌入所述锯片基体内的嵌入部和伸出所述锯片基体外的伸出部；

所述刀头设置在所述伸出部上。

进一步地，在横截面上，所述锯片基体包括：中间设置的基础层，基础层的两外侧包裹设置的保护层；所述嵌入部嵌装在所述基础层内。

其中，所述连接支座由优质耐磨的钢板制成，或者由回收的钢锯片经过检测、裁剪和铣削加工而成。

进一步地，所述保护层为由热固性树脂胶(例如环氧树脂)制成的膜片，所述热固性树脂胶内混合有玻璃纤维和增强型纳米材料；

其中，所述玻璃纤维和所述增强型纳米材料的混合比例为1∶2；所述玻璃纤维和所述增强型纳米材料的合计重量占所述膜片重量的20％。

经实验证明，上述的保护层的强度提高到5度以及以上，大大提高了圆锯片的耐磨性能。

进一步地，所述增强型纳米材料为纳米级瓷粉；纳米瓷粉的晶粒、晶界是介于固体与分子之间的具有纳米数量级(01-100nm)尺寸的亚稳态的中间物质。

进一步地，所述热固性树脂胶内还混合有碳纤维，以质量计，所述碳纤维占所述膜片的8-12％。

进一步地，所述基础层包括中间设置的金属板，以及金属板两侧面进行磷化处理后敷设可与所述保护层相容的聚合物层。

聚合物层为可以和保护层的热固性树脂胶相融的胶粘剂，种类以有机胶粘剂中的热固性树脂胶粘剂和混合型胶粘剂两类中的粘度较高且和金属粘合力强的品种，例如，环氧-酚醛胶、环氧-尼龙胶。

磷化原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化；磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于复合前打底，提高基体金属的附着力和与环氧树脂亲和能力。

该种基础层设置多用于直径大于1.8m的复合型圆锯片。所述金属板为300m钢或等同的金属薄板。

进一步地，所述基础层由包括金刚石颗粒、瓷粉和粘合剂的混合材料模压而成，并且，所述基础层中还铺设有玻璃纤维网格布。

以质量计，所述金刚石颗粒、瓷粉和粘合剂的混合比例为3∶1∶6。其中，金刚石颗粒的目数不小于200目，瓷粉的目数不小于800目。

上述基础层设置可用于直径不大于1.8m的复合型圆锯片。

进一步地，所述粘合剂为可与所述保护层相容的聚合物。

在此，聚合物为可以和保护层的热固性树脂胶相融的胶粘剂，种类以有机胶粘剂中的热固性树脂胶粘剂和混合型胶粘剂两类中的粘度较高且和金属粘合力强的品种，例如，环氧-酚醛胶、环氧-尼龙胶。

进一步地，所述嵌入部上设置有用于加强连接的工艺孔或者工艺凹槽。

进一步地，所述嵌入部包括内侧沿径向设置有连接片；所述连接片插入所述锯片基体内与所述锯片基体固定连接。

进一步地，所述弧形基片的左、右两侧边缘分别对应设置有榫卯结构；相邻的两个所述弧形基片通过所述榫卯结构连接；多个所述弧形基片首尾连接后形成一个环形的所述连接支座。

本发明结构简单，连接支座由多个弧形基片依次首尾对接而成，方便加工制作，且制作成本更低，榫卯结构拼接后的金属支座力学性能与现有的一体成型的精密铸造件或冲压件等相当。

进一步地，所述榫卯结构包括相互插接配合的榫槽和榫头；榫槽和榫头分别相对设置在所述弧形基片的两侧。

进一步地，所述榫槽和榫头的横截面为矩形或者倒梯形。

进一步地，每个所述弧形基片上设置有若干片所述连接片；在所述连接支座的周向上，所述连接片均匀布设。

进一步地，所述伸出部边缘设置有用于与所述刀头连接的刀头连接部。

进一步地，每个所述弧形基片上间隔设置有若干个所述刀头连接部。

进一步地，所述刀头连接部为矩形或者梯形连接板块。

上述复合型圆锯片的制造方法，其包括如下步骤：

1)预制成型所述保护层和所述基础层；所述保护层包括设置在基础层下方的下保护层，设置在基础层上方的上保护层；

2)在模具内依次放入预制成型的所述下保护层、所述基础层和所述上保护层；

在所述基础层的周边布设所述连接支座，连接支座的嵌入部伸入所述基础层与所述下保护层、或者基础层与所述上保护层之间；

所述嵌入部周围与所述基础层以及保护层之间的缝隙填充所述混合材料；所述嵌入部上用于加强连接的工艺孔或者工艺凹槽内填充所述热固性树脂胶。

3)对模具进行加温加压制得成品复合型圆锯片。

进一步地，步骤3)具体包括：

31)从室温加热至模具内物料流动性逐步增加，所述热固性树脂胶中烃化并排出部分挥发物，压力一般为全压力的1/5；

不同种类的树脂，加热温度稍有不同，以树脂120度固化为例，此时温度为60-70摄氏度。

而全压力值通常为7-8mpa。

32)中间保温不少于30分钟，当流出树脂接近凝胶化并拉长丝时，将温度升到80摄氏度，加压加到全值压力；

33)升温阶段，在15分钟内将模具温度加热到100-120摄氏度，提高所述热固性树脂胶的固化程度，此时树脂反应速率加快；

34)保持模具在温度80-90摄氏度环境里带压静置至少60分钟，使得模具内物料继续固化；

35)树脂固化率95％以上；冷却出模，去除复合型圆锯片的内应力。

进一步地，所述步骤2)中还包括在放入物料前，对模具内部进行除尘除湿除油处理，模具温度控制在25-35℃，在模具内侧喷涂脱模剂。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的复合型圆锯片结构简单，制造成本更低，且在各项力学性能上与现有的同类产品基本相当，更便于推广和普及。复合型圆锯片的韦氏硬度可达到92-96hw，同时相当于普通锯片相比韧性相对增加，在使用过程复合型圆锯片的使用寿命延长了60％以上，具体而言，由原来的平均3500小时延长到5600小时(石材料需质地均匀，如含有其他杂质的水线过多或水线宽度大于10毫米的石材料在切割过程中水线里的杂质脱离的颗粒可能夹在锯槽里造成对锯片复合基体的划伤，影响使用时间)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例局部剖视结构示意图；

图2为本发明实施例图1中a-a方向剖视结构示意图；

图3为本发明实施例弧形基片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

如图1-3所示，本实施例提供的一种复合型圆锯片，其包括锯片基体1、连接支座2和刀头3；

锯片基体1为由复合材料制成的盘体；

连接支座2为环形，连接支座2镶嵌在锯片基体1的外圆周上；

连接支座2由多个弧形基片2a首尾连接而成；弧形基片2a包括嵌入锯片基体1内的嵌入部2c和伸出锯片基体1外的伸出部2b；

刀头3设置在伸出部2b上。

在横截面上，锯片基体1包括：中间设置的基础层1c，基础层1c的两外侧包裹设置的保护层；嵌入部2c嵌装在基础层1c内。

其中，连接支座2由优质耐磨的钢板制成，或者由回收的钢锯片经过检测、裁剪和铣削加工而成。

保护层为由热固性树脂胶(例如环氧树脂)制成的膜片，热固性树脂胶内混合有玻璃纤维和增强型纳米材料；

其中，玻璃纤维和增强型纳米材料的混合比例为1∶2；玻璃纤维和增强型纳米材料的合计重量占膜片重量的20％。

经实验证明，上述的保护层的强度提高到5度以及以上，大大提高了圆锯片的耐磨性能。

增强型纳米材料为纳米级瓷粉；纳米瓷粉的晶粒、晶界是介于固体与分子之间的具有纳米数量级(01-100nm)尺寸的亚稳态的中间物质。

热固性树脂胶内还混合有碳纤维，以质量计，碳纤维占膜片的10％。

基础层1c包括中间设置的金属板，以及金属板两侧面进行磷化处理后敷设可与保护层相容的聚合物层。

聚合物层为可以和保护层的热固性树脂胶相融的胶粘剂，种类以有机胶粘剂中的热固性树脂胶粘剂和混合型胶粘剂两类中的粘度较高且和金属粘合力强的品种，例如，环氧-酚醛胶、环氧-尼龙胶。

磷化原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化；磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于复合前打底，提高基体金属的附着力和与环氧树脂亲和能力。

该种基础层1c设置多用于直径大于1.8m的复合型圆锯片。金属板为300m钢或等同的金属薄板。

基础层1c由包括金刚石颗粒、瓷粉和粘合剂的混合材料模压而成，并且，基础层1c中还铺设有玻璃纤维网格布。

以质量计，金刚石颗粒、瓷粉和粘合剂的混合比例为3∶1∶6。其中，金刚石颗粒的目数不小于200目，瓷粉的目数不小于800目。

上述基础层1c设置可用于直径不大于1.8m的复合型圆锯片。

粘合剂为可与保护层相容的聚合物。

在此，聚合物为可以和保护层的热固性树脂胶相融的胶粘剂，种类以有机胶粘剂中的热固性树脂胶粘剂和混合型胶粘剂两类中的粘度较高且和金属粘合力强的品种，例如，环氧-酚醛胶、环氧-尼龙胶。

嵌入部2c上设置有用于加强连接的工艺孔或者工艺凹槽。

嵌入部2c包括内侧沿径向设置有连接片；连接片插入锯片基体1内与锯片基体1固定连接。

弧形基片2a的左、右两侧边缘分别对应设置有榫卯结构；相邻的两个弧形基片2a通过榫卯结构连接；多个弧形基片2a首尾连接后形成一个环形的连接支座2。

本发明结构简单，连接支座2由多个弧形基片2a依次首尾对接而成，方便加工制作，且制作成本更低，榫卯结构拼接后的金属支座力学性能与现有的一体成型的精密铸造件或冲压件等相当。

榫卯结构包括相互插接配合的榫槽和榫头；榫槽和榫头分别相对设置在弧形基片2a的两侧。

榫槽和榫头的横截面为矩形或者倒梯形。

每个弧形基片2a上设置有若干片连接片；在连接支座2的周向上，连接片均匀布设。

伸出部2b边缘设置有用于与刀头3连接的刀头3连接部。

每个弧形基片2a上间隔设置有若干个刀头3连接部。

刀头3连接部为矩形或者梯形连接板块。

本实施例还公开了上述复合型圆锯片的制造方法，其包括如下步骤：

1)预制成型保护层和基础层1c；保护层包括设置在基础层1c下方的下保护层1b，设置在基础层1c上方的上保护层1a；

2)在模具内依次放入预制成型的下保护层1b、基础层1c和上保护层1a；

在基础层1c的周边布设连接支座2，连接支座2的嵌入部2c伸入基础层1c与下保护层1b、或者基础层1c与上保护层1a之间；

嵌入部2c周围与基础层1c以及保护层之间的缝隙填充混合材料；嵌入部2c上用于加强连接的工艺孔或者工艺凹槽内填充热固性树脂胶。

3)对模具进行加温加压制得成品复合型圆锯片。

步骤3)具体包括：

31)从室温加热至模具内物料流动性逐步增加，热固性树脂胶中烃化并排出部分挥发物，压力一般为全压力的1/5；

不同种类的树脂，加热温度稍有不同，以树脂120度固化为例，此时温度为60-70摄氏度。

而全压力值通常为7-8mpa。

32)中间保温不少于30分钟，(通常保温时间根据固化剂性能掌控，为了减少基体变形的几率，一般要求不少于30分钟)，当流出树脂接近凝胶化并拉长丝时，将温度升到80摄氏度，加压加到全值压力；

33)升温阶段，在15分钟内将模具温度加热到100-120摄氏度，提高热固性树脂胶的固化程度，此时树脂反应速率加快；

34)保持模具在温度80-90摄氏度环境里带压静置至少60分钟，使得模具内物料继续固化；

35)树脂固化率95％以上；冷却出模，去除复合型圆锯片的内应力。

步骤2)中还包括在放入物料前，对模具内部进行除尘除湿除油处理，模具温度控制在25-35℃，在模具内侧喷涂脱模剂。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的复合型圆锯片结构简单，制造成本更低，且在各项力学性能上与现有的同类产品基本相当，更便于推广和普及。复合型圆锯片的韦氏硬度可达到92-96hw，同时相当于普通锯片相比韧性相对增加，在使用过程复合型圆锯片的使用寿命延长了60％以上，具体而言，由原来的平均3500小时延长到5600小时(石材料需质地均匀，如含有其他杂质的水线过多或水线宽度大于10毫米的石材料在切割过程中水线里的杂质脱离的颗粒可能夹在锯槽里造成对锯片复合基体的划伤，影响使用时间)。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。