实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具及利用该模具冷压串珠的方法与流程

本发明涉及金刚石绳锯，具体涉及一种实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具及利用该模具冷压串珠的方法。

背景技术：

1、目前，金刚石绳锯在石材加工及建筑物切除行业的应用越来越广泛，相应地对金刚石绳锯的需要也越来越大，并且还在快速增长。

2、金刚石绳锯生产过程中的一道重要工序就是含有磨粒(金刚石颗粒)的粉料的压制成型，具体是将不同重量的各种金属粉末(如铁粉、钴粉、铜粉等)和磨粒(金刚石颗粒)充分搅拌均匀后，在模具中与金属基体一起冷压成串珠。现有的冷压方式一般采用单向压制，容易导致串珠的上下密度不一，串珠使用效果不佳。冷压过程由于磨粒与金属粉的粒径差异，物理性能差异，在混料和冷压过程不可避免磨粒分布浓度差异问题。串珠中金刚石磨粒分布差异会对绳锯使用产生较大影响，串珠径向方向上外层金刚石磨粒浓度偏高会导致绳锯切割效率偏低，严重时金刚石在高速摩擦的状态下会被抛光磨平而失去切割能力。而串珠径向方向上内层金刚石偏少，金属胎体很快会被磨耗掉，加速串珠偏磨并最终磨削至钢丝绳而断绳。

3、现有技术中通过使磨粒在串珠径向方向上由外至内逐步提高以解决上述因偏磨而导致绳锯提前报废的问题，如公告号为cn 211104854u的实用新型专利，公开了一种防偏磨绳锯串珠，包括钢体和胎体工作层，胎体工作层穿设于钢体外，且胎体工作层由钢体至外依次为导正层、第一胎体工作层，且在热压烧结后，两者界面处形成过渡层；导正层的金刚石砂轮浓度大于第一胎体工作层的金刚石砂轮浓度。在工作过程中，第一胎体工作层出现的偏磨迹象，在进入导正层后，由于导正层耐磨性高，偏磨情况会逐步地缓解直至被纠正。使得胎体工作层消耗恢复至正常状态，这样就可以有效的避免绳锯由于偏磨而导致提前报废，有效的保障绳锯使用寿命，提高性价比，节约资源。经检索，申请人未发现磨粒在串珠径向方向上由外至内逐步提高的简易制作方法。

4、另一方面，现有传统冷压模具主要包括上压头1、下压头2、预压套3、芯棒4和凹模5，上压头1、下压头2分别从上下两端插入凹模5，芯棒4和下压头2分别对串珠基体6的上下两端进行限位，其中预压套3的作用是将粉料7进行压平(待粉料7表面压平后撤走预压套3)上压头1向下压制粉料7时，芯棒4滑入上压头1底部开设的芯孔，如附图1(a、b、c、d)所示。这种传统冷压模具压制出来的串珠冷压坯体其中的磨粒在径向方向上的分布基本上是均匀的，不能满足磨粒浓度在径向方向上由外至内逐步提高的要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现磨粒浓度在串珠径向方向上由外至内逐步提高的实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具及利用该模具冷压串珠的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具，包括上压头组件、预压套、凹模和下压头组件，上压头组件和下压头组件分别从上、下两端插入凹模，其中：

4、所述上压头组件包括上压头套和上定位芯，所述上定位芯包括上芯杆底座和纵向固接于上芯杆底座上的上压头芯杆，所述上压头芯杆自上而下穿过上压头套开设的上纵向通孔；

5、所述下压头组件包括下压头套和下定位芯，所述下定位芯包括下芯杆底座和纵向固接于下芯杆底座上的下压头芯杆，所述下压头芯杆自下而上穿过下压头套开设的下纵向通孔；

6、所述下压头芯杆的直径与下纵向通孔的内径匹配，所述下压头芯杆的顶端中部设置与串珠基体的穿孔配合定位的定位柱，所述定位柱的直径小于下压头芯杆的直径，两者之间以锥面连接；所述定位柱的直径与上纵向通孔的内径匹配。

7、上述冷压模具的技术方案中，预压套上开设有一贯穿预压套的贯穿孔，该贯穿孔的内径与定位柱的直径匹配。在采用预压套对粉料进行预压(压平或压实)时，定位柱会插入甚至穿出预压套上的贯穿孔。预压套通常为弹性材料制作，以便在向下压制时能够顺利伸入到连接定位柱和下压头芯杆的锥面。

8、上述冷压模具的技术方案中，所述定位柱的直径与串珠基体的内径匹配，所述下压头芯杆的直径与串珠基体的外径匹配，如此在下压头芯杆退出时，定位柱上的串珠基体刚好能进入到预压成型的粉料内孔中。

9、申请人在试验中发现，连接定位柱和下压头芯杆的锥面的锥度会影响粉料在挤压过程磨粒的移动方向，锥度过大时磨粒主要沿轴向移动，锥度过小磨粒主要沿径向移动，本申请优选连接定位柱和下压头芯杆的锥面的锥度为1：5～1：8。

10、为了进一步对串珠基体进行限位，还可以在上压头套的底端开设一个环形槽，当上压头套套于定位柱上并向下移动一段距离后，套装于定位柱上的串珠基体的顶端顶入上压头套底端的环形槽中。

11、本发明还提供采用上述冷压模具制作磨粒浓度在串珠径向方向上由外至内逐步提高的串珠冷压坯体的方法，包括以下步骤：

12、1)根据需要制作串珠的规格选定串珠基体及其胎体配方，称取相应用量的组分并混合均匀，得到粉料；

13、2)向凹模和下压头组件构成的成型腔内填充粉料，将预压套插入凹模中使下压头芯杆进入到预压套上的贯穿孔中，在预压套上施加压力使粉料进行一次预压成型；然后固定预压套，推动下定位芯向上移动对粉料进行二次预压成型，直至粉料整体环绕于下压头芯杆上且定位柱伸出凹模；

14、3)退出预压套，将串珠基体套于定位柱上，再将上压头组件套于定位柱上，其中定位柱伸入至上压头套的上纵向通孔中，推动上压头组件向下移动直至上压头套的底端接触到粉料的顶端，且串珠基体已进入到预压成型的粉料内孔中，此时保持这种状态施加一定压力并保压一定时间进行冷压成型，退模，得到磨粒浓度在径向方向上由外至内逐步提高的串珠冷压坯体。

15、上述各步骤中未提及的工艺与现有技术相同，如在进行冷压成型时，施加的压力通常为500～1000mpa，保压的时间通常为10～15s。

16、与现有技术相比，本发明的特点在于：

17、1.在现有冷压设备的基础上通过改进下压头的结构来改变胎体内层金刚石磨粒浓度，具体是在定位柱与下压头芯杆设计有直径差，定位柱直径小，下压头芯杆直径较大，粉料在定位柱小直径处先一次预压成型，接着在下压头芯杆大直径的作用下将一次预压成型的粉料在直径方向从内部往外部挤压移动形成粉料进行二次预压成型，使靠近下压头芯杆区域的粉料密度提高，同时该区域中的磨粒浓度也相对提高。

18、2.磨粒浓度从胎体外层往内层逐步提高，保证胎体损耗至不同直径时表层磨粒出露数量较一致，避免胎体直径磨耗变小时磨粒也同步减少而加剧串珠在使用至后期的损耗，甚至出现胎体使用后期容易偏磨至基体提前报废问题。

19、3.采用本发明所述方法制作串珠冷压坯体时，粉料无需造粒，直接使用，工艺简单高效。

技术特征：

1.一种实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具，包括上压头组件、预压套(3)、凹模(5)和下压头组件，上压头组件和下压头组件分别从上、下两端插入凹模(5)，其特征是，

2.根据权利要求1所述的实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具，其特征是，预压套(3)上开设的贯穿孔的内径与定位柱(1103)的直径匹配。

3.根据权利要求1所述的实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具，其特征是，所述定位柱(1103)的直径与串珠基体(6)的内径匹配，所述下压头芯杆(1101)的直径与串珠基体(6)的外径匹配。

4.根据权利要求1所述的实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具，其特征是，连接定位柱(1103)和下压头芯杆(1101)的锥面的锥度为1：5～1：8。

5.利用权利要求1所述的冷压模具制作磨粒浓度在串珠径向方向上由外至内逐步提高的串珠冷压坯体的方法，其特征是，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，步骤3)中，施加的压力为500～1000mpa。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征是，步骤3)中，保压的时间为10～15s。

技术总结
本发明公开了一种实现串珠径向磨粒不同浓度分布的冷压模具及利用该模具冷压串珠的方法。所述的冷压模具包括上压头组件、预压套、凹模和下压头组件，其中下压头组件包括下压头套和下定位芯，下定位芯包括下芯杆底座和固接于其上的下压头芯杆，下压头芯杆自下而上穿过下压头套开设的下纵向通孔；下压头芯杆的顶端中部设置与串珠基体的穿孔配合定位的定位柱，定位柱的直径小于下压头芯杆的直径，两者之间以锥面连接；定位柱的直径与上纵向通孔的内径匹配。采用本发明所述冷压模具能够制作得到磨粒浓度在串珠径向方向上由外至内逐步提高的串珠冷压坯体，避免胎体直径磨耗变小时磨粒也同步减少而加剧串珠在使用至后期的损耗。

技术研发人员：余晓明
受保护的技术使用者：桂林特邦新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15