[發明專利]鋸珠

有效

• 申請號: 201610255995.5
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN105773851B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: J·瓦內科克;R·格勒嫩;T·貝克蘭特
• 申請（專利權）人: 貝卡爾特公司
• 主分類號: B28D1/12
• 分類號: B28D1/12;B23D61/18;B23D65/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 林振波

本申請是名稱為“鋸珠”、國際申請日為2012年3月2日、國際申請號為PCT/EP2012/053642、國家申請號為201280011622.3的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用在鋸繩上的珠。所述鋸繩用于切割硬且脆的材料，如天然石材(大理石、花崗巖、巖石…)、人造石材(混凝土、磚…)、復合材料或者晶體材料(單晶硅或者多晶硅)。

背景技術

在金屬基體的外部磨料層中嵌入金剛石顆粒而形成的珠看起來是在上世紀五十年代初首次公開的(例如，參見1952年提交的US2,679,839)。這種珠被串在鋼絲繩上并且通過彈簧(參見US 2,679,839)或者通過塑料材料(例如，參見1958年提交的FR 1.203.000)分開。還可以借助于模具將塑料材料注射到珠之間(1959年提交的FR 1.203.000，第一版)。還探索了例如通過銷釘(1953年提交的GB 759,505)、通過釬焊(1960年首次提交的FR 1,265,542)或者通過鍛壓(1968首次提交的US 3,598,101)將鋸線直接固定到鋼絲繩上的構思。

最初，這些鋸繩用在固定鋸上，以與排鋸(往復驅動的框架上具有平行安裝的鋼片，在鋼片上安裝有包含金剛石的刀頭)和圓盤鋸競爭。例如在1953年提交的US 2,773,495中描述了通過拼接鋼絲繩而把鋸繩制成閉環。在由電動機驅動的兩個大輪上張緊所述環之后，所述鋸繩可以用作鋸子。在現有技術的可用鋸機中，多達80個環被相互平行地驅動，用來將石塊分割成一系列的板坯。在一種可選的用途中，在上世紀七十年代初在采石場中開始出現這種金剛石珠鋸繩，其被用來開采石塊。

已經探索出多種可以將磨料(主要是金剛石)固定到珠上的方法。存在通過鎳的電解沉積或者化學沉積來將金剛石固著到金屬管上的方法(WO 2002/40207)。還存在將磨料顆粒嵌入到直接施加于金屬套筒上的釬焊料中的方法，正如US 7,089,925中描述的。

已經最成功的方法是借助于粉末冶金路線(已在US 2,679,839中描述)。為此，用金剛石顆粒制成環形的磨料元件，該金剛石顆粒充分地與金屬粉末和可選的有機蠟混合以形成漿料。該金屬粉末的混合物通常包含高熔化溫度的組分例如鈷、鎢、鐵、鎳，有時候也結合有低熔化溫度的組分例如銅、錫、銀以提高固結性。也可以添加例如碳化鎢之類的化合物，以影響珠的硬度和耐磨性。將混合物放入到模具中。通過加壓(在模具中用壓頭擠壓，或者通過浸入到高壓流體中施加等靜壓)和加熱將該坯料燒結成高密度的珠。施加合適的氣體以防止粉末在燒結過程中氧化。

在燒結過程中，將環形的磨料元件加熱至高溫，之后緩慢冷卻，即，處于準熱平衡狀態。即使并非合金的所有組分都有機會熔化，但是添加降低熔點的組分將導致通過擴散而在不同組分之間產生金屬間相。因此，該環形磨料元件的金相截面顯示出球狀和/或粒狀結構。在傳統的珠燒結過程中，通常優選的是晶粒尺寸應該較小，以便獲得足夠的基體材料硬度。通過改變原料粉末的特性和粉末固結條件可影響該晶粒尺寸。不管怎樣，在適當腐蝕的金相截面中都能看見晶粒，并且看不到定向生長效果。例如，參見ISBN 978-1-85617-440-4，Elsevier Science Title，2005年第5章，Janusz Konstanty所著的“粉末冶金金剛石刀具”(Powder Metallurgy Diamond Tools)。

金屬、金剛石量及種類和壓力-溫度曲線的選擇是生產者的內部技術訣竅，其極大地影響最終產品的質量。

在燒結之后，通過釬焊把環形的磨料元件固定到比磨料元件略長的金屬套筒上。金屬套筒與磨料元件的組合被稱為珠。如US 2007/0194492A1中所描述的，通過足夠精確地形成磨料元件就可以不需要用于固定磨料元件的金屬管。

燒結珠已經成為技術領先者，因為：

■其具有足夠厚的磨料層

■金剛石隨機地嵌入整個層中，

■基體材料磨損速度與金剛石的磨耗速度相同

■同時基體材料仍能很好地保持金剛石，以及

■因為珠能夠以很小的幾何公差被可重復地制出。

之后，將珠串到鋼絲載體繩(“鋼絲繩”)上，隨后通過彈簧或者塑料來固定。該“串珠步驟”冗長且費時。由于在模具中擠壓而使珠的表面是光滑的，所以在使用之前必須對珠進行“修磨”。這通常是通過最初以低切割速度使用鋸繩直到磨料顆粒從表面露出并更好地切割來進行的。該“修磨步驟”是耗時的。