3.采用超細粉末與預合金化粉末
在生產專用鋸片時,宜采用超細金屬粉末與預合金化粉末。金屬粉末細化有利于降低燒結溫度、提高硬度。采用預合金化粉末,可防止低熔點金屬過早流失與偏析,有利于燒結制品的彈性極限和屈服強度,增加對金剛石的把持力,還可降低燒結溫度與保溫時間。我國上海材料所、北京人工晶體所、長沙冶金材料所與中南工大粉冶所都在這方面做了大量工作。韓國在生產高檔鋸片時,廣泛使用BASF,UM,INCO,Fum-tungstene,Kennametal等公司的超細粉末與預合金粉末。?
4.在刀頭生產中推廣制粒工藝
制粒工藝在我國的硬質合金、陶瓷生產中已廣泛地被采用,近年來在金剛石刀頭生產中也獲得了廣泛應用與發展。粉末制粒的優點是,金剛石的偏析減少,分布更為均勻,改善了刀頭的切割性能,增加粉末的流動性,使容積式冷壓工藝應用成為可能,普通冷壓工藝性更好,減少了粉塵對工人的危害。其缺點是增加了投資與工藝程序,制粒時要添加粘結劑,后者對焊接、燒結和胎體性能可能有不利的影響。各種制粒方法的優缺點比較見下表。
各種制粒方法比較
噴霧法:優點:產量大,形狀均一。
缺點:需清洗,不含金剛石,僅一種金屬,設備大。
滾動法:優點:易于操作,石蠟粘結性好,球形。缺點:制粒工藝不穩定,含金剛石,制粒困難,需過篩。
擠壓篩分法:優點:速度快,粘結劑用量少,易于操作。缺點:不含金剛石,需篩分,形狀不均一,合格率20%~40%。
手工篩分法:優點:簡單,投資少,可含金剛石,生產量小。缺點:難以選擇粘結劑,所需勞動繁重,形狀不規則。
壓力搓篩與滾動法:優點:工藝穩定,易于清洗,可自動化,可含金剛石,一次制粒量任選。缺點:難以選擇粘結劑,需用較多熔劑。
低速攪拌高速斬切法:優點:可自動化,粒度大小可人為控制。缺點:不含金剛石,一次制粒量不能太少,合格率70%~80%。
德國飛羽公司推出GA180、GA240制粒機,其制粒工藝由于混→加粘結劑攪拌→刮板搓篩→滾動制粒構成。采用此法使刀頭冷壓速度提高3倍,模具壽命提高1倍,冷壓成本降低2/3。
韓國迪愛克斯公司推出CA-10制粒機,其工藝由加粘結劑干混→外圓低速攪拌(25~28r/min)→中心高速斬切(2300~2800r/min)構成。
為了制粒,德國研制了GB300、400、500型粘結劑,韓國使用Olycox,我國南京思尚科貿中心研制成的WS-120造粒劑為白色團體球狀粉末,密度為1.068g/cm3,熱分解溫度320~350℃,燒結后殘留灰分<0.01%,已取代進口粘結劑,已在各金剛石工具廠得到廣泛應用。
5.燒結工藝中推廣真空保護氣氛熱壓燒結工藝與設備
燒結是金剛石鋸片生產中一道關鍵工藝,它的好壞將影響鋸片的刀頭密度、硬度與切割性能,燒結設備的技術性能也影響鋸片生產成本、產品與質量。最近我們對金剛石鋸片整體燒結爐進行了調研,用幾種有代表性的爐型同時采用同一配方粉末進行對比燒結試驗,其結果表明:
(1)氫氣保護、無壓燒結并式爐與鐘罩爐適于生產低檔小尺寸鋸片,它單次產量大,但鋸片壽命較低;
(2)CSF500熱壓燒結爐,爐溫分布均勻,氮氣保護加壓燒結鋸片硬度高,密度大。鋸切時鋒利、壽命長,可生產高檔鋸片,并能生產多規格多品種鋸片;
(3)RYL系列中頻氣氛保護熱壓燒結爐設計性能優越,適于單一規格鋸片的大批量生產,但對于多品種的適應性差,爐溫分布有待進一步完善;
(4)SF500、ZBRY-2型燒結爐經過完善后,是一種有發展前途的燒結設備。