专利名称：一种用等离子体强化处理石材圆锯片的工艺方法
技术领域：
本发明提供了一种用等离子体强化处理石材圆锯片的方法。该方法适用于对直径为φ100～3500mm的各种加工石材圆锯片，特别是对旧石材圆锯片基体进行强化处理，可提高锯片的整体刚度，疲劳寿命和使用寿命。
石材加工工业使用的圆锯片由两部分组成1．锯片基体；2．金刚石锯齿。锯片基体是采用弹簧钢材料制造，为提高锯片基体的机械性能，一般都是采取整体淬火--回火热处理工艺对锯片基体进行整体强化处理。这种整体热处理除工艺复杂外，在热处理的过程中锯片基体会产生变形，因此需增加校直工艺，增加了生产成本。在热处理时还常出现淬裂问题，造成报废，带来较大经济损失。又由于圆锯片直径较大(φ1600～2500mm)，厚度较薄(6～12mm)，在加工石材的实际使用过程中难以长期抵御切削阻力而过早出现疲劳，产生严重变形，使用寿命较短。这种锯片易造成变形的主要原因是锯片基体太薄，整体刚度太低所至。但是目前尚未见到一种工艺简单，操作方便，质量好，变形小的用于锯片基体表面强化处理的方法。因此提供一种整体刚度高，疲劳寿命长，使用寿命长的石材锯片基体是石材加工工业极其需要的。
本发明的目的是提供一种对石材圆锯片基体表面进行强化处理方法。
本发明工艺方法的特征是在石材圆锯片基体表面采用高热能等离子体辐照，在石材圆锯片基体表面选择性强化处理成一定几何图样的网络骨格加强筋，使圆锯片基体具有较高的刚度和耐疲劳性能的处理方法。这种方法特别适用于对旧石材锯片基体的强化修复处理。等离子体强化处理石材圆锯片基体的具体方法包括两种1．等离子体淬火强化处理法这种方法是1)具有高热能的等离子体按X、Y方向以一定的速度运动辐照旋转运动的圆锯片基体表面，这些运动合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程；2)具有高热能的等离子体静止辐照在旋转和按X、Y方向以一定速度运动的锯片基体表面，这些运动的合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程；3)具有高热能的等离子体按X方向以一定的速度运动辐照在按Y方向以一定的速度运动和旋转的圆锯片基体表面，这些运动的合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程。等离子体淬火强化工艺参效为等离子体电功率5～40KW
等离子体束直径1～5mm等离子体淬火速度5～200mm/秒等离子体淬火强化圆锯片基体是采用高热能等离子体辐照圆锯片基体表面，在瞬间将圆锯片基体表面加热到材料的相变温度以上，当等离子体离开加热部位后，靠圆盘锯片基体本身的热传导作用迅速将加热部位冷却，实现自淬火。也可用气体风冷加速冷却进行淬火。等离子体淬火法是一种改变圆锯片基体材料表面相结构的相变强化处理。经等离子体淬火的圆锯片基体表面相组织为高硬度淬火马氏体或高硬度淬火马氏体+下贝氏体。等离子体淬火区深度为0.2～1.0mm，宽度为1～5mm，硬度HRC=55～65。
2．等离子体重熔强化处理法这种方法同上述淬火方法相似，使具有高热能的等离子体辐照圆锯片基体表面，实现在圆锯片基体表面形成一定几何图样的等离子体重熔强化的过程。等离子体重熔强化处理参数等离子体电功率10～60KW等离子体束直径1～4mm等离子体重熔速度2～100mm/秒等离子体重熔强化圆锯片基体是采用高热能的等离子体辐照圆锯片基体表面，在瞬间将圆锯片基体表面加热至熔化，当等离子体离开熔化部位后，靠圆锯片基体材料本身的热传导作用将熔化部位迅速冷却，实现自冷凝淬火。等离子体重熔强化是一种使圆锯片基体材料表面重新快速熔化改变组织结构的强化处理，等离子体重熔区由重熔层+淬火层组成。重熔区晶粒得到细化和均匀化，重熔区组织为高硬度淬火马氏体或高硬度淬火马氏体+下贝氏体。等离子体重熔区深度为0.3～1.5mm，宽度为1～5mm，硬度HRC=60～70。
本发明采用等离子体淬火法或重熔法进行圆锯片基体强化处理，圆锯片基体表面由强化处理和非强化处理两部分组成。不是全面积进行强化处理，而是选择性的强化处理成一定几何图样的网络加强筋骨格，这些网络加强筋骨格具有高硬度和强度，实现了提高圆锯片基体的刚度和抗变形能力，使圆锯片基体具有高的疲劳性能和使用寿命。上述进行强化处理的网络加强筋骨格几何图样有从圆心向外辐射直线形、从圆心向外辐射直线+圆环形、逆时辐射弧线形、顺时辐射弧线形、顺时辐射弧线+圆环形、逆时辐射弧线+圆环形、顺、逆时交错弧线形、顺、逆时交错弧线+圆环形、顺、逆时交错弧线+直线形、顺、逆时交错弧线+直线+圆环形、枣核形、枣核+圆环形、枣核+直线形、枣核+直线+圆环形、波浪线形、波浪线+圆环形、交错波浪线形、交错波浪线+圆环形、交错波浪线+直线形、交错波浪线+直线+圆环形、未等离子强化部位呈平行直线形、未等离子强化部位呈矩形、未等离子强化部位呈三角形或未等离子强化部位呈菱形。其几何图样如附图所示。附
图1～图24是采用高热能等离子体对石材圆锯片基体表面进行选择性强化处理的各种几何图样。
在图中1表示等离子强化处理部位，2表面未等离子强化处理部位。其中图1为从圆心向外辐射直线形；图2为从圆心向外辐射直线+圆环形；图3为逆时辐射弧线形；图4为顺时辐射弧线形；图5为顺时辐射弧线+圆环形；图6为逆时辐射弧线+圆环形；图7为顺、逆时交错弧线形；图8为顺、逆时交错弧线+圆环形；图9为顺、逆时交错弧线+直线形；图10为顺、逆时交错弧线+直线+圆环形；图11为枣核形；图12为枣核+圆环形；图13为枣核+直线形；图14为枣核+直线+圆环形；图15为波浪线形；图16为波浪线+圆环形；图17为交错波浪线形；图18为交错波浪线+圆环形；图19为交错波浪线+直线形；图20为交错波浪线+直线+圆环形；图21为未等离子强化部位呈平行直线形；图22为未等离子强化部位呈矩形；图23为未等离子强化部位呈三角形；图24为未等离子强化部位呈菱形。
下面通过实施例对本发明的技术给予进一步地说明。
实施例1取直径为1600mm，厚度为6mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图1所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体淬火强化处理，等离子体淬火参数为
等离子体电功率35KW等离子体束直径4mm等离子体淬火速度150mm/秒采用等离子体淬火强化处理，在石材圆锯片表面等离子淬火区硬度HRC≈60，淬火区深度0.8mm，淬火区宽度为4mm。
实施例2取直径为1800mm，厚度7mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图2所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体淬火处理，等离子体淬火参数为等离子体电功率20KW等离子体束直径2.5mm等离子体淬火速度100mm/秒采用等离子体淬火强化处理，在石材圆锯片基体表面等离子体淬火区硬度HRC≈60，淬火区深度0.4mm，淬火区宽度为2.5mm。
实施例3取直径为3000mm，厚度为12mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图8所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体淬火处理，等离子体淬火参数为等离子体电功率8KW等离子体束直径1.5mm等离子体淬火速度20mm/秒采用等离子体淬火强化处理，在石材圆锯片基体表面等离子体淬火区硬度HRC≈60，淬火区深度0.3mm，淬火区宽度为1.5mm。
实施例4取直径为1600mm，厚度为6mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图10所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体重熔强化处理，等离子体重熔参数为等离子体电功率55KW等离子体束直径3.5mm等离子体淬火速度85mm/秒采用等离子体重熔强化处理，在石材圆锯片基体表面等离子体重熔区表面硬度HRC≈65，等离子体重熔区深度1.3mm，等离子体重熔区宽度为3.5mm。
实施例5取直径为1800mm，厚度为7mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图12所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体重熔强化处理，等离子体重熔参数为等离子体电功率30KW等离子体束直径2mm等离子体淬火速度20mm/秒采用等离子体重熔强化处理，在石材圆锯片基体表面等离子体重熔区表面硬度HRC≈65，等离子体重熔区深度2mm，等离子体重熔区宽度为0.7mm。
实施例6取直径为2500mm，厚度为9mm的石材圆锯片基体，材料为65Mn钢，按图18所示几何图样，对石材圆锯片基体两大侧面进行等离子体重熔强化处理，等离子体重熔参数为等离子体电功率15KW等离子体束直径1.2mm等离子体淬火速度5mm/秒采用等离子体重熔强化处理，在石材圆锯片基体表面等离子体重熔区表面硬度HRC≈65，等离子体重熔区深度1.1mm，等离子体重熔区宽度为0.35mm。
由上述实施例的结果可以看到，本发明的采用等离子体强化处理石材圆锯片基体与已有的整体淬火--回火技术相比具有如下优点1．锯片整体变形小；2．强化处理硬度高；3．强化处理深度可控；4．强化处理部位可控，可形成各种几何图样；5．方法简单，操作方便；6．加工速度快，生产效率高；7．成品率高，成本低；8．无环境污染，对人体无害。
权利要求
1．一种用等离子体强化处理石材圆锯片的工艺方法，其特征是在石材圆锯片基体表面采用高热能等离子体辐照，在石材圆锯片基体表面选择性强化处理成一定几何图样的网络骨格加强筋，使圆锯片基体具有较高的刚度和耐疲劳性能的处理方法。
2．按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于等离子体选择性强化处理是用等离子体淬火强化处理法，这种方法是1)具有高热能的等离子体按X、Y方向以一定的速度运动辐照旋转运动的圆锯片基体表面，这些运动合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程；2)具有高热能的等离子体静止辐照在旋转和按X、Y方向以一定速度运动的锯片基体表面，这些运动的合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程；3)具有高热能的等离子体按X方向以一定的速度运动辐照在按Y方向以一定的速度运动和旋转的圆锯片基体表面，这些运动的合成在圆锯片基体表面实现了一定几何图样的等离子体淬火强化的过程；等离子体淬火强化工艺参数为等离子体电功率5～40KW，等离子体束直径1～5mm，等离子体淬火速度5～200mm/秒。
3．按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于等离子体选择性强化处理是用等离子体重熔强化处理法，这种方法同上述淬火方法相似，使具有高热能的等离子体辐照圆锯片基体表面，实现在圆锯片基体表面形成一定几何图样的等离子体重熔强化的过程；等离子体重熔强化处理参数等离子体电功率10～60KW，等离子体束直径1～4mm，等离子体重熔速度2～100mm/秒。
4．按照权利要求1、2或3所述的工艺方法，其特征是石材圆锯片基体表面成一定几何图样的网络骨格加强筋为从圆心向外辐射直线形、从圆心向外辐射直线+圆环形、逆时辐射弧线形、顺时辐射弧线形、顺时辐射弧线+圆环形、逆时辐射弧线+圆环形、顺、逆对交错弧线形、顺、逆时交错弧线+圆环形、顺、逆时交错弧线+直线形、顺、逆时交错弧线+直线+圆环形、枣核形、枣核+圆环形、枣核+直线形、枣核+直线+圆环形、波浪线形、波浪线+圆环形、交错波浪线形、交错波浪线+圆环形、交错波浪线+直线形、交错波浪线+直线+圆环形、未等离子强化部位呈平行直线形、未等离子强化部位呈矩形、未等离子强化部位呈三角形或未等离子强化部位呈菱形。
全文摘要
一种用等离子体强化处理石材圆锯片的工艺方法是用等离子体淬火或重熔强化进行处理,淬火工艺参数为等离子体电功率:5～40KW,等离子体束直径:1～5mm,淬火速度:5～200mm/秒;重熔为电功率:10～60KW,直径:1～4mm,重熔速度:2～100mm/秒。经处理的圆锯片基体表面具有一定网络加强筋骨格几何图样,处理区硬度达HRC=55～70。该方法适用于对各种加工石材圆锯片,特别是直径较大的加工花岗岩和大理石的圆锯片进行处理。
文档编号B28D1/02GK1210782SQ9711870
公开日1999年3月17日 申请日期1997年9月9日 优先权日1997年9月9日
发明者王秋红 申请人:王秋红