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整体烧结金刚石锯片热裂纹分析及改善措施

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整体烧结金刚石锯片热裂纹分析及改善措施

整体烧结金刚石锯片热裂纹分析及改善措施

董书山1,栾会生2, 王成军3, 董小雷4, 乔翠娅5

(1.吉林大学 长春130012)

(2.石家庄海川工具有限公司 石家庄050000)

(3.石家庄博深工具集团有限公司石家庄050000)

(4.河北小蜜蜂工具集团有限公司 石家庄050000)

(5.秦皇岛市雅豪新材料科技有限公司 秦皇岛066200)

摘要:

    本文系统总结分析了单质及预合金粉末体系的金刚石烧结锯片在生产过程中产生烧结裂纹的冶金及工艺因素,简要阐述了锯片裂纹与粉末质量、粒度搭配、混料均匀性、低熔点物料的作用特性、胎体组织均匀性及胎体物相冷却收缩性等影响因素的关系,并提出了解决问题的措施。

关键词:金刚石烧结锯片 烧结热裂纹 影响因素 解决措施

Analysis of heat crack in diamond saw blade and the related solving measures

DONG Shushan1,LUAN Huisheng2,WANG Chengjun3,DONG Xiaolei4,QIAO Cuiya5

(1.State key lab of superhard materials,Jilin University,Changchun 130012, China)

(2.Haichuan diamond tool Co. Ltd.,Shijiazhuang 05000,China)

(3.BOSUN tool Co. Ltd.,Shijiazhuang 05000,China)

(4.XIAOMIFENG tool Co. Ltd.,Shijiazhuang 05000,China)

(5.YAHAO new material and technology Co. Ltd.,Qinhuangdao 066200,China)

Abstract:

  The metallurgical and process factors of heat crack in sintering diamond saw blade, which made by the mixture of pure element metal powder and the pre-alloyed metal powder, are systematically summarized and analyzed. The effect of the following factors, such as the quality of metal powders, metal particle size, mixing uniformity of metal powders, characteristics of low melting point metals, matrix uniformity and cooling shrinkage of matrix phase, etc. are elaborated, and thus the solving measures are put forward.

  

Keywords: Diamond saw blade, Sintering heat crack, Effect factors, Solving measures

一.前言

    金刚石锯片广泛应用于石材、陶瓷等的切割加工,种类繁多,按制备工艺的不同可划分为烧结类和焊接类两大系列制品。烧结锯片是将粉冶坯体(刀头)与钢质基体冷压为一体后在炉中加热烧结制备而成,其结构型式、工艺装备及刀头的配方体系多种多样,按齿型划分为分齿式和连续齿式;烧结工艺有加压烧结和无压烧结;烧结装备主要是钟罩炉和隧道炉;刀头配方体系分为单质金属粉末和预合金粉末。在烧结类锯片的实践生产中,最常见的问题就是烧结裂纹,裂纹的出现不仅降低了成品率,增加了生产成本,而且严重影响了锯片的安全及使用性能,是广大生产厂家极为关注而又难于避免的问题,特别是对裂纹产生的原因缺乏足够的认识,导致烧结裂纹在生产中反复出现,影响正常生产。针对这一问题,本文重点探讨锯片烧结裂纹的分类、产生原因及改善措施,以利于生产厂家借鉴改进。

二.烧结裂纹的原因分析

烧结裂纹基本可分为疏松开裂、夹渣开裂、脆性收缩开裂及应力开裂等几大类。导致烧结开裂的因素众多,主要与金属粉末质量状态、制备工艺及装备有关。具体说来,烧结裂纹与粉末原材料质量(氧含量、杂质含量)、粒度搭配、投料量、粉末烧结收缩特性、混料均匀性、低熔点物料分布的均匀性、烧结工艺(升温曲线、还原气氛)、烧结模具状态、炉温均匀性、冷压状态(冷压致密度)、冷压模具状态(齿根漏料)、混料机结构(决定混料均匀性及是否对树枝状电解铜粉造成破坏)、混料氧化、锯片基体洁净状态(氧化及除油)、镀铜层氧化、基体冷加工残余应力大、