一种绳锯串珠及其制造方法与流程

本发明涉及一种绳锯串珠及其制造方法，主要应用于高强度混凝土和各类花岗岩等硬脆材料的切割领域。

背景技术：

金刚石串珠绳锯作为一种用于石材开采和加工的绿色环保产品，以其优良的切割性能，正逐步运用到混凝土切割等方面。

金刚石串珠绳锯的结构如图1和图2所示，由串珠1、钢绳2、固定套3组成，串珠1由胎体工作层11和衬体12构成，衬体的材料一般是由钢或铜加工制成，加工过程包括车、钻、铣等繁琐工序，串珠烧结后衬体还需做攻牙处理，导致衬体的综合加工成本较高（约为0.3-0.5元/个）。同时与胎体工作层的金刚石相比衬体属于软质材料，其耐磨性较差。

使用绳锯切割钢筋混凝土时，由于单个混凝土横梁的切割面积相对较小，一般为0.5m²以下，不同于石材大面切割(一般为20m²以上)，基本无法安装辅助导轮，使得绳锯的切割轨迹包络线很小，串珠胎体工作层的前端易受冲击磨损严重；另外，切割面小所使用的绳锯长度也相对较短，绳锯自转不畅，易产生绳锯串珠偏磨。由于衬体的材质较软，不耐磨，一旦局部胎体工作层磨损，衬体与钢筋混凝土产生摩擦，串珠衬体和钢绳很快磨损，并最终导致绳锯断裂。通过对绳锯的实际使用分析，其使用寿命基本只有设计寿命的50-62%，造成了极大的原材料浪费，也变相增加了绳锯的使用成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种成本较低、使用寿命较长的绳锯串珠及其制造方法。

本发明所采用的技术方案为一种绳锯串珠，包括胎体工作层和衬体，其要点在于衬体是由金刚石和粉料混合后烧结而成。

由于衬体是由金刚石和粉料混合后烧结而成，其主要作用为增强衬体耐磨性，确保串珠的胎体工作层消耗彻底，进而提高绳锯的有效使用寿命和物料的利用率，同时衬体是烧结而成无需机械加工，降低了加工成本，有利于降低串珠综合成本。

衬体的材料组成为：铁粉、铜合金粉和金刚石，其中铁粉、铜合金粉和金刚石重量百分比分别为：铁粉72-85%，铜合金粉10-20%、金刚石5-8%；所用铁粉为电解铁粉；铜合金粉为雾化粉，其中含zn占0-25%，sn占0-15%，余量为cu；金刚石粒度为60-100目。由于衬体内含小尺寸金刚石，耐磨性将大大提高。该新型绳锯切割时间延长了10-15%，切割面积提高了12-15%，实际使用寿命由原来的50-62%提高到78-85%。

本发明还对衬体的结构进行以下改进：衬体前、后两侧设计有凹槽，6-14个凹槽等圆周分布。由于衬体前后端设有凹槽，在绳锯注射成型时用于制作固定套的橡胶或塑料等填充材料嵌入凹槽，使衬体与固定套之间的结合更加稳定，有效防止衬体的松动。

衬体的外径为4-8mm，凹槽宽度为1.5-2.0mm，深度为1.0-2.0mm。

衬体中心内孔设计有复数个等间距的凸台。在绳锯注射成型时用于制作固定套的橡胶或塑料等填充材料嵌入凸台的间隔中，使衬体与钢绳的连接更加牢固，有效防止衬体与钢绳之间的相对转动。

衬体的内径为3-5mm，凸台高度为1.0-1.5mm，宽度为1.0-1.5mm。

一种绳锯串珠的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

①按重量百分比铁粉72-85%，铜合金粉10-20%,金刚石5-8%，加制粒剂，制粒剂为铁粉、铜合金粉和金刚石总重量2-4%，进行混料；所用铁粉为电解铁粉；铜合金粉为雾化粉，其中含zn占0-25%，sn占0-15%，余量为cu；金刚石粒度为60-100目；

②粉料混合均匀，添加占粉料总重量2-4%的异丙醇进行粉料制粒过程；粉料制粒后放入冷压机料斗，并使用冷压模具压制衬体冷压坯体；

③压制完成后冷压坯体进行一次烧结成型，烧结后的衬体进行表面喷砂和除锈处理；

④表面处理后的衬体插入胎体工作层的冷压坯体中，经热压烧结后胎体工作层与衬体冶金焊合在一起。

所述步骤③中衬体的烧结成型在网带炉内进行，保护气氛为纯氢气或氨分解气等，烧结温度为1000-1050℃，烧结时间为20-40min。

所述步骤④中胎体工作层的热压烧结工艺为：烧结温度为750-850℃，烧结时间为3-5min，压制压力为30mpa。

相比较其他类型串珠，本发明具有以下优点：该串珠的衬体为铁铜合金粉末一次烧结成型，且内含低成本金刚石，用于解决现有常规绳锯串珠在使用过程中因胎体工作层偏磨和锥度偏大而导致绳锯提前报废，确保绳锯在使用过程中胎体工作层能达到基本完全消耗，提高材料利用率，避免产生物料浪费和增加绳锯的使用成本。另外，简化串珠生产工艺和提高串珠的生产效率。

附图说明

图1为现有金刚石串珠绳锯的结构示意图

图2为本发明金刚石串珠绳锯的结构示意图

图3为本发明绳锯串珠的结构示意图

图4本发明衬体的结构示意图

图5为图4的侧视图

其中：1串珠11胎体工作层12衬体121凹槽122凸台2钢绳3固定套。

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图2-5所示，一种新型串珠绳锯，由串珠1、钢绳2、固定套3组成，串珠1由胎体工作层11和衬体12构成，衬体12是由金刚石和粉料混合后烧结而成。

衬体的材料组成为：铁粉、铜合金粉和金刚石，其中铁粉、铜合金粉和金刚石的重量百分比分别为：铁粉72-85%，铜合金粉10-20%，金刚石5-8%；所用铁粉为电解铁粉；铜合金粉为雾化粉，其中含zn占0-25%，sn占0-15%，余量为cu；金刚石粒度为60-100目。由于衬体内含小尺寸金刚石，耐磨性将大大提高。该新型绳锯切割时间延长了10-15%，切割面积提高了12-15%，实际使用寿命由原来的50-62%提高到78-85%。

如图4、5所示，衬体的结构进行以下改进：衬体前、后两侧设计有凹槽121，6-14个等圆周分布，一般凹槽121宽度为1.5-2.0mm，深度为1-2mm，可适用外径为4-8mm各类串珠衬体。在绳锯注射成型时用于制作固定套的橡胶或塑料等填充材料嵌入凹槽，使衬体固定更加稳定，有效防止衬体的松动。

衬体中心内孔设计有复数个等间距的凸台122，凸台122高度为1-1.5mm，宽度为1-1.5mm，可适用内径为3-5mm各类串珠衬体。在绳锯注射成型时用于制作固定套的橡胶或塑料等填充材料嵌入凸台的间隔中，使衬体与钢绳的连接更加牢固，有效防止衬体与钢绳之间的相对转动。

一种绳锯串珠的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

①按重量百分比铁粉72-85%，铜合金粉10-20%,金刚石5-8%，加制粒剂，制粒剂为铁粉、铜合金粉和金刚石总重量2-4%，进行混料；所用铁粉为电解铁粉；铜合金粉为雾化粉，其中含zn占0-25%，sn占0-15%，余量为cu；金刚石粒度为60-100目。

②粉料混合均匀，添加占粉料总重量2-4%的异丙醇进行粉料制粒过程；粉料制粒后放入冷压机料斗，并使用冷压模具压制衬体冷压坯体；

③压制完成后冷压坯体进行一次烧结成型，烧结后的衬体进行表面喷砂和除锈处理；

④表面处理后的衬体插入胎体工作层的冷压坯体中，经热压烧结后胎体工作层与衬体冶金焊合在一起。

所述步骤③中衬体的烧结成型在网带炉内进行，保护气氛为纯氢气或氨分解气等，烧结温度为1000-1050℃，烧结时间为20-40min。

所述步骤④中胎体工作层的热压烧结工艺为：烧结温度为750-850℃，烧结时间为3-5min,压制压力为30mpa。

实施例1，一种绳锯串珠的制造方法，包括胎体工作层和衬体，具体实施步骤如下：

①电解铁粉（粒度150-200目，重量14.4kg），铜合金粉cusn15（粒度100-150目，重量4.0kg），金刚石（粒度70-80目，重量1.6kg），制粒剂0.6kg放入混料桶内，混合均匀。

②受制粒机搅拌筒体积限制，混合后的粉料分4批、每批5.15kg放入制粒机，然后每批添加0.15kg异丙醇后制粒，过筛和烘干。使用冷压模具在冷压机上压制衬体冷压坯体12，单个冷压坯体12重量1.95g，其尺寸为外径8.0mm、内径5.0mm和高度11.0mm，并制造出对应的凹槽121和凸台122。

③压制完成后的衬体冷压环体12放置网带炉内进行一次高温烧结，其保护气氛为氨分解气，气体流量为3m²/h,炉头补气点火，烧结时间为30min，烧结温度为1050℃。烧结完成后的衬体12进行表面喷砂和除锈处理。

④根据混凝土绳锯的配方要求而压制对应胎体冷压环11，放入前期烧结完成的衬体12，并使用石墨模具组模，然后放置热压烧结炉内850℃烧制5min。烧制后的绳锯串珠表面喷砂、除锈和涂胶处理，进而用于绳锯的生产。

实施例2，一种绳锯串珠的制造方法，包括胎体工作层和衬体，具体实施步骤如下：

①电解铁粉（粒度150-200目，重量14.4kg），铜合金粉cuzn25（粒度100-150目，重量4.0kg），金刚石（粒度70-80目，重量1.6kg），制粒剂0.6kg放入混料桶内，混合均匀。

②受制粒机搅拌筒体积限制，混合后的粉料分4批、每批5.15kg放入制粒机，然后每批添加0.15kg异丙醇后制粒，过筛和烘干。使用冷压模具在冷压机上压制衬体冷压坯体12，单个冷压坯体12重量1.83g，其尺寸为外径8.0mm、内径5.0mm和高度11.0mm，并制造出对应的凹槽121和凸台122。

③压制完成后的衬体冷压环体12放置网带炉内进行一次高温烧结，其保护气氛为纯氢气，气体流量为3m²/h,炉头补气点火，烧结时间为20min，烧结温度为1000℃。烧结完成后的衬体12进行表面喷砂和除锈处理。

④根据混凝土绳锯的配方要求而压制对应胎体冷压环11，放入前期烧结完成的衬体12，并使用石墨模具组模，然后放置热压烧结炉内800℃烧制5min。烧制后的绳锯串珠表面喷砂、除锈和涂胶处理，进而用于绳锯的生产。

实施例3，一种绳锯串珠的制造方法，包括胎体工作层和衬体，具体实施步骤如下：

①电解铁粉（粒度150-200目，重量17.0kg），铜合金粉cusn15（粒度100-150目，重量2.0kg），金刚石（粒度80-90目，重量1.0kg），制粒剂0.6kg放入混料桶内，混合均匀。

②受制粒机搅拌筒体积限制，混合后的粉料分4批、每批5.15kg放入制粒机，然后每批添加0.15kg异丙醇后制粒，过筛和烘干。使用冷压模具在冷压机上压制衬体冷压坯体12，单个冷压坯体12重量2.08g，其尺寸为外径8.0mm、内径5.0mm和高度11.0mm，并制造出对应的凹槽121和凸台122。

③压制完成后的衬体冷压环体12放置网带炉内进行一次高温烧结，其保护气氛为氨分解气，气体流量为3m²/h,炉头补气点火，烧结时间为30min，烧结温度为1050℃。烧结完成后的衬体12进行表面喷砂和除锈处理。

④根据花岗岩绳锯的配方要求而压制对应胎体冷压环11，放入前期烧结完成的衬体12，并使用石墨模具组模，然后放置热压烧结炉内750℃烧制5min。烧制后的绳锯串珠表面喷砂、除锈和涂胶处理，进而用于绳锯的生产。

以上三种实施方式是为说明本发明的技术特点和构思，其目的在于让同行业从业人员能够了解本发明的内容并加以实施，但是并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明相关内容和概念所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。