一种超硬磨料切割片及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超硬磨料切割片及其制作方法。所述的超硬磨料切割片包括圆形基体，该圆形基体包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、第三主表面、与第三主表面相对的第四主表面，以及位于圆周边缘的侧表面，其中，所述第三主表面位于第一主表面的外围，其与第一主表面通过第一环形侧面连接；所述第四主表面位于第二主表面的外围，其与第二主表面通过第二环形侧面连接；所述第三主表面与第四主表面的间距小于第一主表面与第二主表面的间距；在第三主表面、第四主表面以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒的超硬磨料层，或者是在第一环形侧面、第二环形侧面、第三主表面、第四主表面以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒的超硬磨料层。
【专利说明】
一种超硬磨料切割片及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及切割贵重宝玉石的工具，具体涉及一种超硬磨料切割片及其制作方法。
【背景技术】
[0002]贵重宝玉石材料属于脆硬材料，硬度高，脆性大，切割过程中容易产生崩碎损坏，造成材料的损伤，因此这些材料很难采用普通的加工方法切割。
[0003]通常情况下贵重宝玉石切割采用金刚石外圆切割技术，所使用的金刚石外圆切割片多采用电镀法、热压或刀头焊接法制作。其中，热压法和刀头焊接法制作的切割片容易引起刀片变形，特别是直径较大、厚度较薄的切割片。而电镀法制作的金刚石超薄切割片则不存在变形的问题。现有的外圆切割片通常是将超硬磨料颗粒直接固结于切割片的基体上，使最终所得切割片的刀头厚度较厚(多在4_6mm)，如图1所示。采用现有这种切割片对贵重的宝玉石进行切割，切缝损失严重，致使切割浪费仍然较大，切割面也不够平整和光滑。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种可以尽可能减小切割片刀头厚度从而缩小切割缝隙的超硬磨料切割片及其制作方法。
[0005]本发明所述的超硬磨料切割片，包括圆形基体，其中:
[0006]所述圆形基体包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、第三主表面、与第三主表面相对的第四主表面，以及位于圆周边缘的侧表面，其中，
[0007]所述第三主表面位于第一主表面的外围，其与第一主表面通过第一环形侧面连接；
[0008]所述第四主表面位于第二主表面的外围，其与第二主表面通过第二环形侧面连接；
[0009]所述第三主表面与第四主表面的间距小于第一主表面与第二主表面的间距；
[0010]在第三主表面、第四主表面以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒的超硬磨料层，或者是在第一环形侧面、第二环形侧面、第三主表面、第四主表面以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒的超硬磨料层。
[0011]上述技术方案中，所述圆形基体以其轴线为中心线呈对称结构，优选所述第一环形侧面与第一主表面、第二主表面、第三主表面及第四主表面均为相互垂直，第二环形侧面同样与第一主表面、第二主表面、第三主表面及第四主表面均为相互垂直，且第一环形侧面在圆形基体轴向上的高度与第二环形侧面在圆形基体轴向上的高度相等。
[0012]上述技术方案中，第三主表面上的超硬磨料层的顶端面应高于第一主表面，第四主表面上的超硬磨料层的底端面应超出第二主表面，这样才有利于切割操作;通常情况下，优选控制第三主表面上的超硬磨料层的顶端面高出第一主表面0.1-0.3mm，第四主表面上的超硬磨料层的底端面超出第二主表面0.1-0.3_，这样的高出距离不仅有利于切割操作，还起到减小切割缝的作用。
[0013]上述技术方案中，所述的超硬磨料颗粒可以是选自金刚石、立方氮化硼和B6O中的一种或两种以上的组合物。
[0014]本发明所述切割片由于先在圆形基体边缘部分开设低于基体中心部分的第三主表面和第四主表面，使超硬磨料颗粒可以部分容纳于第三主表面和第四主表面与圆形基体中心部分表面的所在平面形成的空间中，从而有效缩减了现有技术中因直接在圆形基体表面固结超硬磨料颗粒所形成的切割片刀头厚度，进而可以缩小切缝，减少被加工工件的浪费。另一方面，由于第一主表面和第二主面所构成的基体部分相对现有技术来说并没有减薄，刚性较强，切割的时候不易出现变形，从而保证切割面的光滑与平整。
[0015]为了获得超薄切割片，可以选择厚度更小的圆形基体，在本
【申请人】的试验过程中发现，当圆形基体的厚度为0.1-1mm时，第三主表面与第四主表面的间距为0.1-0.3mm较为适宜。
[0016]为了获得大直径超薄切割片，可以选择直径较大且厚度较薄的圆形基体，优选是选择直径为lO-lOOcm、厚度为0.1-1mm的圆形基体，此时，第三主表面与第四主表面的间距为0.1-0.3mmο
[0017]本申请中提及的圆形基体的厚度，是指圆形基体的第一主表面和第二主表面的间距。
[0018]本发明还提供上述超硬磨料切割片的制作方法，具体为:先选定圆形基体，该圆形基体具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面、以及位于圆周边缘的侧表面，从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成第三主表面以及与第三主表面相对的第四主表面，所述第三主表面与第一主表面通过第一环形侧面连接，所述第四主表面与第二主表面通过第二环形侧面连接;之后通过电沉积的方式将超硬磨料颗粒固结于第三主表面、第四主表面以及侧表面上以形成硬磨料层，或者是将超硬磨料颗粒固结于第一环形侧面、第二环形侧面、第三主表面、第四主表面以及侧表面上形成超硬磨料层。
[0019]上述制作方法中，从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成第三主表面以及与第三主表面相对的第四主表面，可以采用现有常规技术实现。
[0020]上述制作方法中，采用现有常规的电沉积方式将超硬磨料颗粒固结于第三主表面、第四主表面以及侧表面上以形成硬磨料层，或者是将超硬磨料颗粒固结于第一环形侧面、第二环形侧面、第三主表面、第四主表面以及侧表面上形成超硬磨料层。所述电沉积时使用的镀液为七水硫酸镍、六水氯化镍和硼酸的水溶液，其组成为:七水硫酸镍300-350g/L、六水氯化镍30-50g/L、硼酸30-40g/L;电沉积时的工艺参数优选为:电流密度为0.1-5A/dm2，温度为30-50 0C，时间为30_60min。
[0021 ]在采用上述方法制得切割片后，需要按现有常规技术对所得切割片进行开刃，使切割片上超硬磨料层中的超硬磨料颗粒部分裸露出来，以更好的进行切割工作。
[0022]与现有技术相比，本发明的特点在于:
[0023]1、本发明提供的切割片由于先在圆形基体边缘部分开设低于基体中心部分的第三主表面和第四主表面，使超硬磨料颗粒可以部分容纳于第三主表面和第四主表面与圆形基体中心部分表面的所在平面形成的空间中，从而有效缩减了现有技术中因直接在圆形基体表面固结超硬磨料颗粒所形成的切割片刀头厚度，进而可以缩小切缝，减少被加工工件的浪费，并保证切割片的光滑与平整；
[0024]2、采用本发明所述的切割片切割切割效率高，可有效地控制切割片精度；
[0025]3、本发明提供的切割片可沿径向方向进行切割直至超硬磨料部分消耗完，大幅延长了超薄切割片的使用寿命；
[0026]4、进一步地，可以选用厚度更薄直径更大的圆形基体进而获得大直径超薄超硬磨料切割片，从而满足贵重宝玉石、光学玻璃、功能晶体等材料切割的需要；
[0027]5、本发明提供的制作方法简单易操作，对设备要求不高，能实现批量化产出。
【附图说明】
[0028]图1为现有技术中切割片的结构示意图；
[0029]图2为本发明所述切割片一种实施方式的结构示意图。
[0030]图中标号为:
[0031 ] I第一主表面；2超硬磨料层；3超硬磨料颗粒;4侧表面；5第二主表面；6第三主表面;7第四主表面;8第一环形侧面;9第二环形侧面。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。
[0033]如图2所示，本发明提供的超硬磨料切割片，包括圆形基体，所述圆形基体以其轴线为中心线呈对称结构，其中:
[0034]所述圆形基体包括第一主表面1、与第一主表面I相对的第二主表面5、第三主表面
6、与第三主表面6相对的第四主表面7，以及位于圆周边缘的侧表面，其中，
[0035]所述第三主表面6位于第一主表面I的外围，其与第一主表面I通过第一环形侧面8连接，该第一环形侧面8与第一主表面1、第二主表面5、第三主表面6及第四主表面7均为相互垂直；
[0036]所述第四主表面7位于第二主表面5的外围，其与第二主表面5通过第二环形侧面9连接，该第二环形侧面9同样与第一主表面1、第二主表面5、第三主表面6及第四主表面7均为相互垂直；
[0037]所述第三主表面6与第四主表面7的间距小于第一主表面I与第二主表面5的间距，且第一环形侧面8在圆形基体轴向上的高度与第二环形侧面9在圆形基体轴向上的高度相等;
[0038]在第三主表面6、第四主表面7以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒3的超硬磨料层2，或者是在第一环形侧面8、第二环形侧面9、第三主表面6、第四主表面7以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒3的超硬磨料层2。
[0039]在上述实施方式中，第三主表面6上的超硬磨料层2的顶端面优选高出第一主表面I 0.1-0.3mm，第四主表面7上的超硬磨料层2的底端面优选超出第二主表面5 0.1-0.3mm。所述的超硬磨料颗粒3可以是选自金刚石、立方氮化硼和B6O中的一种或两种以上的组合物，当超硬磨料颗粒3为上述两种以上选择的组合物时，它们之间的配比为任意配比。
[0040]上述实施方式所示结构的切割片适用于任意厚度的切割片。
[0041]为了获得大直径超薄切割片，可以选择直径较大且厚度较薄的圆形基体以形成上述实施方式所示结构的切割片即可。因此，在另一个大直径超薄切割片的实施方式中，圆形基体的直径为10-100011、厚度为0.1-1111111，第三主表面6与第四主表面7的间距为0.1-0.3111111。
[0042]制作上述超硬磨料切割片的方法，具体包括:
[0043]I)先选定圆形基体，该圆形基体具有第一主表面1、与第一主表面I相对的第二主表面5、以及位于圆周边缘的侧表面，用现有常规技术从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成第三主表面6以及与第三主表面6相对的第四主表面7;所述第三主表面6与第一主表面I通过第一环形侧面8连接，且该第一环形侧面8与第一主表面1、第二主表面5、第三主表面6及第四主表面7均为相互垂直;所述第四主表面7与第二主表面5通过第二环形侧面9连接，该第二环形侧面9同样与第一主表面1、第二主表面5、第三主表面6及第四主表面7均为相互垂直;并控制第三主表面6与第四主表面7的间距小于第一主表面I与第二主表面5的间距，且控制第一环形侧面8在圆形基体轴向上的高度与第二环形侧面9在圆形基体轴向上的高度相等；
[0044]2)将上述步骤I)所得的基体通过电沉积的方式将超硬磨料颗粒3固结于第三主表面6、第四主表面7以及侧表面上以形成硬磨料层，或者是将超硬磨料颗粒3固结于第一环形侧面8、第二环形侧面9、第三主表面6、第四主表面7以及侧表面上形成超硬磨料层2;其中，电沉积时使用的镀液为七水硫酸镍、六水氯化镍和硼酸的水溶液，其组成为:七水硫酸镍300-350g/L、六水氯化镍30-50g/L、硼酸30-40g/L;电沉积时的工艺参数优选为:电流密度为2A/dm2，温度为35 0C，时间为30_60min。
[0045]上述制作方法中，所述的超硬磨料颗粒3可以是选自金刚石、立方氮化硼和B6O中的一种或两种以上的组合物，当硬磨料颗粒为上述两种以上选择的组合物时，它们之间的配比为任意配比。
[0046]在采用上述方法制得切割片后，需要按现有常规技术对所得切割片进行开刃，使切割片上超硬磨料层2中的超硬磨料颗粒3部分裸露出来，以更好的进行切割工作。
【主权项】
1.一种超硬磨料切割片，包括圆形基体，其特征在于: 所述圆形基体包括第一主表面(I)、与第一主表面(I)相对的第二主表面(5)、第三主表面(6)、与第三主表面(6)相对的第四主表面(7)，以及位于圆周边缘的侧表面，其中， 所述第三主表面(6)位于第一主表面(I)的外围，其与第一主表面(I)通过第一环形侧面(8)连接； 所述第四主表面(7)位于第二主表面(5)的外围，其与第二主表面(5)通过第二环形侧面(9)连接； 所述第三主表面(6)与第四主表面(7)的间距小于第一主表面(I)与第二主表面(5)的间距； 在第三主表面(6)、第四主表面(7)以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒(3)的超硬磨料层(2)，或者是在第一环形侧面(8)、第二环形侧面(9)、第三主表面(6)、第四主表面(7)以及侧表面上均设置有含有超硬磨料颗粒(3)的超硬磨料层(2)。2.根据权利要求1所述超硬磨料切割片，其特征在于:所述第一环形侧面(8)在圆形基体轴向上的高度与第二环形侧面(9)在圆形基体轴向上的高度相等。3.根据权利要求1所述超硬磨料切割片，其特征在于:所述第三主表面(6)上的超硬磨料层(2)的顶端面高于第一主表面(I)，第四主表面(7)上的超硬磨料层(2)的底端面超出第二主表面(5)。4.根据权利要求3所述超硬磨料切割片，其特征在于:所述第三主表面(6)上的超硬磨料层(2)的顶端面高出第一主表面(1)0.1-0.3_，第四主表面(7)上的超硬磨料层(2)的底端面超出第二主表面(5)0.1-0.3mm。5.根据权利要求1-4中任一项所述超硬磨料切割片，其特征在于:所述的超硬磨料颗粒(3)为选自金刚石、立方氮化硼和B6O中的一种或两种以上的组合物。6.根据权利要求1-4中任一项所述超硬磨料切割片，其特征在于:当圆形基体的厚度为0.1-1mm时，第三主表面(6)与第四主表面(7)的间距为0.1-0.3mm。7.权利要求1所述超硬磨料切割片的制作方法，其特征在于:选定圆形基体，该圆形基体具有第一主表面(I)、与第一主表面(I)相对的第二主表面(5)、以及位于圆周边缘的侧表面，从所述侧表面向内沿着圆形基体圆心方向延伸一定距离形成第三主表面(6)以及与第三主表面(6)相对的第四主表面(7)，所述第三主表面(6)与第一主表面(I)通过第一环形侧面(8)连接，所述第四主表面(7)与第二主表面(5)通过第二环形侧面(9)连接;之后通过电沉积的方式将超硬磨料颗粒(3)固结于第三主表面(6)、第四主表面(7)以及侧表面上以形成硬磨料层，或者是将超硬磨料颗粒(3)固结于第一环形侧面(8)、第二环形侧面(9)、第三主表面(6)、第四主表面(7)以及侧表面上形成超硬磨料层(2)。
【文档编号】B24D5/12GK106002659SQ201610577931
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】林峰, 陈超
【申请人】中国有色桂林矿产地质研究院有限公司