金刚石锯片刀头铁基胎体的研制

金刚石锯片刀头铁基胎体的研制第 19 卷第 4耘 1 9 9 9年 8 月矿业研完与开发 MINING R ＆ D Y l9 No 4 Aug 1 99 9 金刚石锯片刀头铁基胎体的研制左伯铷 — — — 一 (长沙勘察研究设计院，长沙，410001) 7 摘要金刚石锯片其刀多采用钴基胎体。由于钴价格昂贵，所以人们致力于以铁、镍代钴的研究。文章针对铁基胎体存在的问题，提出了改进措施，并指出，在选定原材料、确定相关试验条件詹．试验加I 的铁基胎体，其综合性...

第 19 卷第 4耘 1 9 9 9年 8 月矿业研完与开发 MINING R ＆ D Y l9 No 4 Aug 1 99 9 金刚石锯片刀头铁基胎体的研制左伯铷 — — — 一 (长沙勘察研究设计院，长沙，410001) 7 摘要金刚石锯片其刀多采用钴基胎体。由于钴价格昂贵，所以人们致力于以铁、镍代钴的研究。文章针对铁基胎体存在的问题，提出了改进措施，并指出，在选定原材料、确定相关试验条件詹．试验加I 的铁基胎体，其综合性能可满足生产的需要。关键词竺竺墨堕竺兰啦， Development of Iron-based Matrix of Bits for Diamond Saw W eb 西肋 Ⅲ (Changsha Institute of Prospecting Research＆Design，Changsha，410001) Abstract For diamond saw web．山e cobalt．based matfix of bits is adopted widen People are devoting themselves to“1e study of substituting cobalt with iron and nickel for the matrix due to the expensive p ce of cablat．This pape r aims at the existing drawbacks of iron—based matrix，pmvlde~some improvement measul'~S，mad then points out that general performances of iron-based matrix which is processed by trials after selected raw ma terials and determined the relative test conditions earl m鳅 the requirements of production． Key W ords Diamond saw web，Cobalt—hased ma trix，Iron—based ma trix 1 概述目前，直径为 1600 mm以上的金刚石锯片．其刀头多采用钴基胎体。但钴的价格昂贵，所以人们致力于铁、镍代钴的研究。捷克研制的以铁、铝和铜为主要成分的胎体，适用于切削耐磨的花岗石砂轮，且效果良好。国内也开展了这方面的研究，但其成形压力大 (800 MPa)，烧结温度高(1100 qc)，保温时间长(30 ram)，工艺过程难以控制等原因，难以实现工业化生产。此外．还囡铁糟活性很大，特别是细粒铁粉容易氧化；铁是一种强碳化物形成元素，在高温下能强烈熔蚀金刚石，形成 C．而 C又很不稳定，随着温度的降低，随之发生分解，变成铁和石墨，即通常所，作者：工程师；收稿日期：1999—03—02 说的石墨化，从而影响胎体的性能；另外铁基胎体的抗冲击性能差。凡此种种，影响了铁基胎体的使用。 2 试验条件的确定及其实施如前所述．铁粉具有活性大，容易氧化等特点；同时铁又是强碳化物的形成元素，能强烈地熔蚀金刚石，导致金刚石石墨化。为了解决这些问题，在研铺过程中，决定从烧结环境人手，调整烧结时的气氛，即在烧结过程中．利用保护性气氛防止铁糟氧化；将铁粉改为羰基铁和铁的预合金粉末。此外．添加低熔点元素(如 Mn、Sn、Zn)，使烧结温度降至 840屯，保温时间降至 3 5 rain左右，同时对金刚石表面进行 —cr或 M— 复合镀膜维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期左伯铷盘刷石锯片刀岳铁基胎体的研删处理，以避免金剐石的石墨化。试验所用的原料有铁粉，铁一锰～镍台金粉，钴、镍、钛、锰和 663铜粉，其纯度为 99％，粒度小于 200目，试验配方见表 1。表 1 胎体试件的配方 e％) 试样号 Wc 663Ca cr c0 烧结条件为：烧结温度为 840℃．保温时问为 3．5—4 min，烧结室压力为 15 MPa。表 2 铁、钴基Il旨体力学性能对比试验所得试件分别在材料试验机和洛氏硬度计上测试，其耐磨性的测试，系在一定的压力和时间条件下，让胎体与砂轮对磨，然后根据对磨前后胎体的重量差，确定其耐磨性 (见表 2)。为了便于比较，表 2还列出在相同的工艺条件下加工的钴基舱体的性能。 3 试验结果分析采用如前所述的原材料，根据所确定的温度及压力条件加工制作的胎体，先后进行强度、硬度和耐磨性的测试，由表 2所列测试结果表明：F1 一的铁基胎体其抗弯强度和耐磨性均偏低，说明这组配方未达到生产所要求的性能；F7 一Fll 试件的配方系经过调整，主要是改变了配方中锰的含量，经测试发现，随着锰含量的增加，胎体抗弯强度有所提高。为了提高胎体的耐磨性，在胎体配方中加入了 WC，随着其加入量的增加，耐磨性得到增强；为了提高胎体的粘结强度和对金刚石的粘结力，胎体配方中加入了适量的镍、铬元素，收到了良好的效果。试验研究发现，在胎体配方中加入某些元素，如锰、锡、镍等，可降低铁基胎体的烧结温度，提高其耐磨性及冲击韧性。按照上述配方所加工制作的产品，可满足生产要求。从表 2中还可以看出，在 840—900℃温度条件下热压时， ’铁基胎体综合性能指标超过同等条件下钴基胎体的性能。但从成本来看，铁基胎体为 90元，含钴为 40％的钴基胎体为 450元，由此可见，铁基胎体的成本明显低于钴基胎体。试验研究表明，合理调整铁基胎体的配方，以此替代钴基胎体是可能的就其加工制作成本而言，铁基胎体只有钴基胎体的 1／5 这对降低金剐石锯片的生产成本具有重要的意义。参考文献 1 李东春等铸铁短纤维结合叠刚石砂轮丑其磨刖特性磨科磨具与磨削，199"2 4(2) 2 李末春等铸铁短纤维在金罔{石砂轮中应用粉末冶金技术．】992(1) 2 巧巧巧加加 1 5 i 5 5 3 6 6 6 6 ；2 l_ l壁-岔维普资讯 http://www.cqvip.com

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