專利名稱：金剛石鋸片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于金剛石鋸片，特別是關(guān)于干式切割石材及混凝土等硬脆材料的鋸片。
背景技術(shù)：
金剛石鋸片被用于石材及混凝土等硬脆材料的切割。作為這種鋸片的一般范例之一，如圖12中所示，有一種在圓板狀基板的外周邊緣設(shè)置切槽，且在該切槽之間的外周面上設(shè)置了超硬磨料層的分段型鋸片，其超硬磨料層是以金屬結(jié)合劑等將超硬磨料顆粒結(jié)合而成。作為將超硬磨料層與基板相接合的方法，有釬焊接合法，焊接接合法，或者是在燒結(jié)超硬磨料層的同時(shí)，將其與基板相接合的同步燒結(jié)法。
近年來(lái)，鋸片有將超硬磨料層的厚度減薄的趨向，為此鋸片基板也有必要相應(yīng)減薄。基板一經(jīng)變薄，在切割過(guò)程中產(chǎn)生的粉粒就會(huì)進(jìn)入基板與切割溝槽之間的縫隙中，特別是會(huì)發(fā)生使超硬磨料層與基板的接合部位附近磨損的現(xiàn)象(以下稱頭下磨損)，并將成為大問(wèn)題。即，在基板較厚的情況下，基板受到切割粉粒的磨損后，即使稍有變薄，也不會(huì)有問(wèn)題，但當(dāng)基板較薄時(shí)，基板有可能因受切割粉粒磨損而被破壞。
作為可防止產(chǎn)生上述頭下磨損的鋸片，有在特開(kāi)平8-90425公報(bào)中記載的鋸片。該鋸片于圖13中所示。該鋸片，是在基板的外周邊緣設(shè)置多個(gè)切槽，在這各切槽之間的外周面上固定了超硬磨料層的鋸片中，設(shè)置一部分超硬磨料層向基板內(nèi)周側(cè)延伸的延長(zhǎng)部的鋸片，它是在分段式鋸片中防止頭下磨損的一種鋸片。
另外，在直徑250mm以上那樣大直徑的鋸片中，作為在防止頭下磨損的同時(shí)又防止切割時(shí)基板振動(dòng)的鋸片，有在特開(kāi)平11-207633公報(bào)中記載的鋸片。該鋸片于圖14中所示。該鋸片在設(shè)置有部分超硬磨料層向基板內(nèi)周側(cè)延伸的延長(zhǎng)部分的同時(shí)，在基板外周及鋸片中心之間大概中間的位置上，沿指向半徑的方向，按規(guī)定間隔固定了數(shù)個(gè)以規(guī)定寬度形成的基板強(qiáng)化用金剛石條片。
但是，在上述固定了基板強(qiáng)化用金剛石條片的鋸片中，因在防止切割時(shí)的振動(dòng)是依靠加固用金剛石條片，所以在防止該振動(dòng)時(shí)有極限，未必能滿足要求。即，因?yàn)槭且揽垦匕霃椒较蛏闲纬傻慕饎偸瘲l片的剛性加固了基板，基板半徑方向上的剛性得到提高，但圓周方向上的剛性則往往不足，這可能會(huì)成為引起振動(dòng)的原因。另外，由于金剛石條片是設(shè)置在基板外周及鋸片中心之間大概中間的位置上，因此基板的張力無(wú)法調(diào)整，有不能完全控制基板振動(dòng)的可能性。所謂基板的張力調(diào)整，是指或是采取以軋輥軋壓擴(kuò)展基板的內(nèi)周側(cè)，或是以錘子敲打擴(kuò)展基板的內(nèi)周側(cè)，以使在擴(kuò)展內(nèi)周側(cè)的方向上施加應(yīng)力，再依靠此應(yīng)力對(duì)外周部分施以沿圓周方向的拉伸應(yīng)力。于是，因設(shè)置了作為切刃的超硬磨料層的外周側(cè)受到拉伸，切割時(shí)的振動(dòng)便被抑制。
而且，在使用未實(shí)施過(guò)上述張力調(diào)整(拉伸)的鋸片進(jìn)行干式切割時(shí)，在超硬磨料層附近出現(xiàn)發(fā)熱，出現(xiàn)基板由于產(chǎn)生熱膨脹擴(kuò)展而導(dǎo)致振動(dòng)的問(wèn)題。在這種情況下，只要進(jìn)行過(guò)張力調(diào)整，基板外周部分即使稍有擴(kuò)展，也能夠防止振動(dòng)，但由于上述鋸片不能進(jìn)行張力調(diào)整，便會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題。為此，產(chǎn)生了要經(jīng)常為冷卻鋸片而不得不中斷切割的問(wèn)題。在上述鋸片中，希望以依靠加固用超硬磨料來(lái)防止振動(dòng)，但在實(shí)際中，很多是因使用中的發(fā)熱引起基板熱膨脹而造成振動(dòng)，因此有必要事先進(jìn)行張力調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上情況，本發(fā)明提出了在能夠防止頭下磨損的條件下，能夠更加加固基板而減少振動(dòng)的鋸片的方案。
根據(jù)此發(fā)明得到的金剛石鋸片，是在圓板狀基板的外周邊緣設(shè)置切槽，且在該切槽之間的外周面上固定超硬磨料層的鋸片。超硬磨料層包括了具有超硬磨料層中一部分向基板的內(nèi)周側(cè)延長(zhǎng)的延長(zhǎng)部的第1超硬磨料層及第2超硬磨料層。在第2超硬磨料層的內(nèi)周側(cè)，形成自基板的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)延伸的加固用超硬磨料層，同時(shí)加固用超硬磨料層位于基板半徑中心部的外周側(cè)，加固用超硬磨料層的外周側(cè)的端部位于第1超硬磨料層的延長(zhǎng)部分的內(nèi)周側(cè)端部的外周側(cè)。
優(yōu)選的是，在基板的基板半徑中心部附近，沿圓周方向有連續(xù)或斷續(xù)的應(yīng)力施與層形成。
優(yōu)選的是，在第2超硬磨料層中，設(shè)置有與第1超硬磨料層的延長(zhǎng)部相比在半徑方向上長(zhǎng)度相對(duì)較短的延長(zhǎng)部。
優(yōu)選的是，第2超硬磨料層的延長(zhǎng)部形成至各鄰接切槽的最內(nèi)周部連線的內(nèi)周側(cè)。
優(yōu)選的是，第1超硬磨料層，第2超硬磨料層以及加固用超硬磨料層與基板，都是通過(guò)同步燒結(jié)接合。
優(yōu)選的是，與第1超硬磨料層及第2超硬磨料層的結(jié)合材質(zhì)相比較，加固用超硬磨料層的結(jié)合材質(zhì)是由在相對(duì)更低溫度下即可達(dá)到最高密度的結(jié)合材質(zhì)構(gòu)成。
優(yōu)選的是，在基板的設(shè)置第1超硬磨料層，第2超硬磨料層以及加固用超硬磨料層的部分，設(shè)置有貫通孔及貫通槽。
優(yōu)選的是，第2超硬磨料層以及加固用超硬磨料層在半徑方向上不連續(xù)地形成。
優(yōu)選的是，第1超硬磨料層，在第2超硬磨料層以及加固用超硬磨料層上形成有溝槽。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1制作的鋸片的側(cè)視圖。
圖2是在圖1中表示的超硬磨料層部分的放大側(cè)視圖。
圖3是圖1中沿III-III線的截面圖。
圖4是圖1中沿IV-IV線的截面圖。
圖5是圖1中沿V-V線的截面圖。
圖6是圖1中沿VI-VI線的截面圖。
圖7是圖1中沿VI-VI線的另一個(gè)截面圖。
圖8是圖1中沿VI-VI線的另一個(gè)局部的截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2制作的鋸片的超硬磨料層部分的放大側(cè)視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3制作的鋸片的超硬磨料層部分的放大側(cè)視圖。
圖11是在用于本發(fā)明的鋸片中的基板的側(cè)視圖。
圖12是表示以往的鋸片的側(cè)視圖。
圖13是表示以往的另一鋸片的側(cè)視圖。
圖14是表示以往的又另一鋸片的側(cè)視圖。
圖15是根據(jù)實(shí)施例1及6制作的鋸片的磨損情況的截面圖。
圖16是根據(jù)實(shí)施例2和4以及比較例1作制的鋸片的磨損情況的斷面圖。
圖17是根據(jù)實(shí)施例5及比較例2制作的鋸片的磨損情況的截面圖。
圖18是表示根據(jù)比較例3制作的鋸片的磨損情況的截面圖。
圖19是比較實(shí)施例1及實(shí)施例6的粘結(jié)強(qiáng)度的曲線圖。
圖20是實(shí)施例1及比較例1至3的切割速度的外延曲線比較圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)本發(fā)明的鋸片如圖1及圖2所示。在基板2的外周邊緣設(shè)置有切槽7，在切槽7之間的基板外周面上交替接合第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4。在第1超硬磨料層3中設(shè)置有一部分是向基板2的內(nèi)周側(cè)延伸的延長(zhǎng)部3a，在第2超硬磨料層4中設(shè)置有一部分向向基板2的內(nèi)周側(cè)延伸的延長(zhǎng)部分4a。另外，加固用超硬磨料層5設(shè)置在第2超硬磨料層4的延長(zhǎng)部4a的內(nèi)周側(cè)。第2超硬磨料層4的延長(zhǎng)部分4a與加固用超硬磨料層5相分離。由于在兩個(gè)磨料層之間有一部分是基板2，這樣基板2本身的強(qiáng)度增加，切割時(shí)便難有振動(dòng)。另外，在本說(shuō)明書中，所有內(nèi)周側(cè)、外周側(cè)、半徑方向、圓周方向的用詞均是以基板2作為基準(zhǔn)定義的。
加固用超硬磨料層5的外周側(cè)端部5a位于與第1超硬磨料層3的延長(zhǎng)部3a的內(nèi)周側(cè)端部3b相比靠外側(cè)的位置。這樣在半徑方向上，第1超硬磨料層3的延長(zhǎng)部3a與加固用超硬磨料層5相互重疊，基板2的外周側(cè)得到加固，在切割過(guò)程中振動(dòng)可被防止。另外，加固用超硬磨料層5的內(nèi)周側(cè)端部5b位于與基板半徑r的中心位置O相比靠外周側(cè)的位置。這樣在與中心位置O相比靠?jī)?nèi)的內(nèi)周側(cè)可以實(shí)施拉伸擴(kuò)展，在切割過(guò)程中基板2的振動(dòng)可被防止。
在基板2的設(shè)置有第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4部分中，預(yù)先設(shè)置有貫通槽，在設(shè)置有加固用超硬磨料層5的部分設(shè)置有貫通孔。在這些貫通槽及貫通孔中充填超硬磨料及金屬結(jié)合材料的混合粉末，在經(jīng)過(guò)加壓成形后被燒結(jié)。另外作為其他的方法，可列舉出先將超硬磨料及金屬結(jié)合材料的混合粉末加壓成形后，再將該成形體嵌入貫通槽及貫通孔后進(jìn)行燒結(jié)的方法。特別是由于在基板2的外周邊緣接合的第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4，其接合力有必要加強(qiáng)，因此采取使這些超硬磨料層的成形體夾裹著基板2成形，或使基板2的外周邊緣形成斷面凸起的形狀，再將該部分夾裹著形成、燒結(jié)的方法是有效果的。根據(jù)這樣過(guò)程，第1超硬磨料層3、第2超硬磨料層4及加固用超硬磨料層5均在燒結(jié)時(shí)與基板相接合。
與第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4的結(jié)合材質(zhì)相比較，加固用超硬磨料層5的結(jié)合材質(zhì)選擇由在相對(duì)更低溫度下即可達(dá)到最高密度的材質(zhì)組成是理想的。這樣通過(guò)燒結(jié)超硬磨料層使基板2與超硬磨料層相接合時(shí)，可靠地對(duì)第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4加壓燒結(jié)。其理由是即使作為加固用超硬磨料層5的成形體的厚度稍微加厚些，由于其與第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4相比較，是在相對(duì)更低溫度下即可達(dá)到最高致密度的結(jié)合材質(zhì)，因此在達(dá)到第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4成為最高密度的燒結(jié)溫度之前，加固用超硬磨料層5便因燒結(jié)而達(dá)到最高密度，從而對(duì)第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4加壓沒(méi)有任何防礙。
在基板2的半徑中心部O的附近，沿圓周方向連續(xù)或斷續(xù)地設(shè)置有加壓層(應(yīng)力施與層)。連續(xù)設(shè)置時(shí)采用軋輥加工可以實(shí)現(xiàn)，斷續(xù)設(shè)置時(shí)采用錘子敲擊等方法可以實(shí)現(xiàn)。被軋輥或是錘子施壓過(guò)的部分會(huì)局部形成加工硬化層，在基板2中形成厚度較薄的部分。這些被施壓過(guò)的部分的周圍由于出現(xiàn)延伸擴(kuò)展，其圓周方向的長(zhǎng)度略有增加。由此基板2的外周側(cè)會(huì)發(fā)生張緊，即使因切割時(shí)發(fā)熱而使基板2的外周側(cè)稍微膨脹，其振動(dòng)也可被防止。
在第1超硬磨料層3、第2超硬磨料層4以及加固用超硬磨料層5上形成溝槽是理想的。這樣在減少與被切割材料的摩擦阻力，使切割速度提高的同時(shí)，有有效排出切粉而防止基板2的頭下磨損的效果。而且在采用同步燒結(jié)法時(shí)，溝槽部分是靠模具施壓，受到加固用超硬磨料層5的圓周方向的長(zhǎng)度擴(kuò)展方向上的力的作用，這對(duì)基板2與上述3種超硬磨料層的接合力有增強(qiáng)的效果。
參照?qǐng)D3，基板2是薄型板，在其兩端部設(shè)置有第1超硬磨料層3。
參照?qǐng)D4，在基板2上設(shè)置有貫通孔9，加固用超硬磨料層5被嵌合在貫通孔9內(nèi)。
參照?qǐng)D5，第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4交替設(shè)置在基板的外周部上。
參照?qǐng)D6，也可以是，形成為一體的第1超硬磨料層3接合在基板2上。
參照?qǐng)D7，也可以設(shè)置成，形成為一體的第1超硬磨料層3夾裹基板2。
參照?qǐng)D8，也可在基板2的前端部設(shè)置突出部分，并以?shī)A裹該突出部分的方式設(shè)置形成為一體的第1超硬磨料層3。
(實(shí)施方式2)參照?qǐng)D9，在按本發(fā)明的實(shí)施方式2制備的鋸片中，第2超硬磨料層4上未設(shè)置延長(zhǎng)部，此一點(diǎn)與按實(shí)施方式1制備的鋸片不同。這樣的鋸片也有與按實(shí)施方式1制備的鋸片相同的效果。
(實(shí)施方式3)參照?qǐng)D10，在按本發(fā)明的實(shí)施方式3制備的金剛石鋸片中，第2超硬磨料層4的延長(zhǎng)部4a的內(nèi)周側(cè)4b位于連接各鄰接切槽7的內(nèi)周側(cè)之間的連接線的內(nèi)側(cè)。即在圖10中，有以h4＜h2表示的關(guān)系成立。這往往會(huì)在切割時(shí)對(duì)第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4施加阻力，在連接各切槽7的內(nèi)周側(cè)的連接線的部分易產(chǎn)生扭曲，由于該部分被延長(zhǎng)部3a及4a加固，從而該扭曲的產(chǎn)生得以防止。另外，在本發(fā)明中，雖然在第2超硬磨料層4的內(nèi)周側(cè)未設(shè)置延長(zhǎng)部4a的也屬于本發(fā)明范圍，但從上述進(jìn)一步加固基板2的觀點(diǎn)出發(fā)，在第2超硬磨料層4的內(nèi)周側(cè)設(shè)置延長(zhǎng)部4a則為理想。
(實(shí)施例)
(試驗(yàn)例1)制備了作為本發(fā)明的實(shí)施例的鋸片及作為比較例的鋸片，并將各鋸片安裝在手持式馬達(dá)切割機(jī)上，進(jìn)行了混凝土的切割試驗(yàn)。切割試驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法以切入深度為100mm，保持恒定的壓力負(fù)荷，將高度為250mm、無(wú)鋼筋且耐壓強(qiáng)度為350kgf/cm2的人行道與汽車道之間的界石塊B(JIS A5307)從上至下切割，該切割加工作為1cut(1切)。因此1cut(1切)的切割長(zhǎng)度是250mm。試驗(yàn)中持續(xù)該切割加工，根據(jù)平均切割速度，切割速度的變化及進(jìn)行400cut(100m)切割后基板的磨損情況作出了評(píng)價(jià)。詳細(xì)的切割條件如下記載。另外，圖15至圖18是表示磨損狀況的示意圖，是為說(shuō)明各實(shí)施例及比較例的磨損狀況而繪制。
(切割條件)機(jī)械 手持式馬達(dá)切割機(jī)，輸出功率3.5kW鋸片尺寸 Φ305mm切入深度 100mm被切割材料人行道與汽車道之間的界石塊B(JIS A 5307)寬600mm×縱深170mm×高250mm耐壓強(qiáng)度為350kgf/cm2、無(wú)鋼筋，結(jié)構(gòu)材料為河礫石切割方法 從上至下手工切下，保持以恒定的壓力負(fù)荷推送鋸片切割長(zhǎng)度 250mm/cut×400cuts＝100m(實(shí)施例1)準(zhǔn)備出如圖11中所示的直徑290mm，厚度1.8mm的鋼制基板2，將其設(shè)置在成形用模具中。在該基板2上預(yù)先形成貫通孔9及大與小的貫通槽8。作為超硬磨料層的材料，準(zhǔn)備出將Co-Cu-Sn混合粉及#40/50的金剛石磨料混在一起的混合粉末，將該粉末充填在基板2的外周部、貫通槽8及貫通孔9的部位后施加壓力，使與基板2形成一個(gè)整體。將其放入燒結(jié)用模具中，置于燒結(jié)爐后，一邊加壓，一邊升溫，在800℃保持一定時(shí)間完成燒結(jié)，得到將基板2與超硬磨料一體化的鋸片。將該鋸片從燒結(jié)用模具中取出后，在基板2的半徑方向的中心部O點(diǎn)畫出的圓周線的內(nèi)周側(cè)進(jìn)行張力調(diào)整后，即完成本發(fā)明的鋸片制作。
第1超硬磨料層3、第2超硬磨料層4以及加固用超硬磨料層5的厚度均為2.7mm，與基板2之間的臺(tái)階差為0.45mm。延長(zhǎng)部3a的圓周方向的長(zhǎng)度外周側(cè)長(zhǎng)度為7.9mm，內(nèi)周側(cè)長(zhǎng)度為7.1mm，半徑方向的長(zhǎng)度h1為17mm。延長(zhǎng)部4a的圓周方向的長(zhǎng)度外周側(cè)長(zhǎng)度為7.9mm，內(nèi)周側(cè)長(zhǎng)度為7.7mm，半徑方向的長(zhǎng)度h2為4.5mm。加固用超硬磨料層5的圓周方向的長(zhǎng)度外周側(cè)長(zhǎng)度為7.5mm，內(nèi)周側(cè)長(zhǎng)度為4.6mm，半徑方向的長(zhǎng)度h3為52mm。延長(zhǎng)部3a、延長(zhǎng)部4a以及加固用超硬磨料層5的圓周方向長(zhǎng)度象這樣越靠近內(nèi)周側(cè)越小是理想的。這是因?yàn)樵谑逛徠D(zhuǎn)時(shí)內(nèi)周側(cè)一方的圓周速度會(huì)減慢，繼而防止內(nèi)周側(cè)阻力增大。溝槽6的圓周方向的長(zhǎng)度在第1及第2超硬磨料層3及4上設(shè)置為2mm，在加固用超硬磨料層5上，外周側(cè)設(shè)置為2.0mm，內(nèi)周側(cè)設(shè)置為1.3mm。溝槽6的深度是0.45mm?；?的切槽的半徑方向長(zhǎng)度h4設(shè)置為3.3mm。另外，延長(zhǎng)部3a、4a以及加固用超硬磨料層5的各自內(nèi)周側(cè)部分均位于鋸片旋轉(zhuǎn)方向的前側(cè)，且稍微呈圓弧狀。通過(guò)采用這樣的形狀，進(jìn)入溝槽6內(nèi)的切粉順利流動(dòng)，排出性更加提高。關(guān)于張力的調(diào)整方法，在基板半徑r的中心部O所畫出的圓周線的內(nèi)周側(cè)，通過(guò)在寬度15mm范圍內(nèi)以軋棍加壓，繼而形成應(yīng)力施與層，進(jìn)行鋸片整體的張力調(diào)節(jié)。
按照上述條件，使用這樣得到的鋸片進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.43m/min，切割速度的變化范圍為0.40～0.45m/min，基板2的表面與被切割材料相摩擦部分上的細(xì)微磨損幾乎無(wú)法確認(rèn)，鋸片外周側(cè)斷面的狀態(tài)如圖15所示。另外，切割速度的外延曲線如圖20所示，可知能夠從最初到最終穩(wěn)定切割。
(實(shí)施例2)制備了沒(méi)有實(shí)施例1中鋸片的第2超硬磨料層4上的延長(zhǎng)部4a的鋸片(參照?qǐng)D9)。那么對(duì)于基板2，在接合超硬磨料層4的部分當(dāng)然也就沒(méi)有貫通槽8，至于其他部分的形狀及尺寸，與實(shí)施例1相同。使用這樣得到的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.43m/min，切割速度的變化范圍為0.40～0.46m/min，基板2的表面由于第2超硬磨料層4的內(nèi)周側(cè)與被切割材料相摩擦而磨損，磨損量最大為0.12mm，第2超硬磨料層4附近的斷面狀況如圖16所示。
(實(shí)施例3)
制備了沒(méi)有實(shí)施例1中鋸片的第1超硬磨料層3、第2超硬磨料層4及加固用超硬磨料層5中溝槽6的鋸片。至于其他部分的形狀及尺寸，與實(shí)施例1相同。使用這樣得到的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.41m/min，切割速度的變化范圍為0.37～0.43m/min，與實(shí)施例1相比較，可觀察到起因于各超硬磨料層側(cè)面阻力增高而產(chǎn)生的現(xiàn)象?；?的表面由于切粉嵌入其各超硬磨料層的旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)而微微磨損，磨損量最大為0.04mm，與實(shí)施例1相比較，可以觀察到起因于切粉排出性差而產(chǎn)生的現(xiàn)象。
(實(shí)施例4)在實(shí)施例1的鋸片的基板2中，將切槽7的半徑方向加長(zhǎng)，制作成6.0mm的鋸片。至于其他部分的形狀及尺寸，與實(shí)施例1相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.43m/min，切割速度的變化范圍為0.40～0.45m/min。在基板2的表面上切槽7的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)產(chǎn)生磨損，磨損量最大為0.04mm，可以觀察到滯留在切槽7中的切粉對(duì)基板2造成的輕微磨損的現(xiàn)象。切槽7的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)的斷面狀況如圖16所示。
(實(shí)施例5)在實(shí)施例1的鋸片中，制作的是未進(jìn)行過(guò)張力調(diào)整的鋸片。至于其他部分的形狀及尺寸，與實(shí)施例1相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.36m/min，切割速度的變化范圍為0.33～0.41m/min，然而特別觀察到后半期切割速度下降的現(xiàn)象。這可以認(rèn)為是由于沒(méi)有對(duì)鋸片進(jìn)行過(guò)張力調(diào)整，基板2容易產(chǎn)生振動(dòng)，漸漸地開(kāi)始發(fā)生翹曲，繼而側(cè)面阻力增大而造成的。但是，由于有加固用超硬磨料層5形成，沒(méi)有發(fā)生急劇振動(dòng)這樣的問(wèn)題。因基板2的表面發(fā)生振動(dòng)，與被切割材料相摩擦，產(chǎn)生輕微磨損，磨損量最大為0.02mm，鋸片外周側(cè)的斷面狀態(tài)如圖17所示。
(實(shí)施例6)在實(shí)施例1的鋸片中，制作了與第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4的結(jié)合材質(zhì)相比加固用超硬磨料5的結(jié)合材質(zhì)為在相對(duì)更低溫度下即可達(dá)到最高密度的材質(zhì)的鋸片。至于其他部分的形狀及尺寸，與實(shí)施例1相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.45m/min，切割速度的變化范圍為0.41～0.48m/min。這些數(shù)據(jù)與實(shí)施例1相比，切割速度更快。這可認(rèn)為是與實(shí)施例1相比較，由于加固用超硬磨料層5的結(jié)合材質(zhì)與第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4的結(jié)合材質(zhì)相比在相對(duì)更低溫度下即可達(dá)到最高致密度，容易磨損，側(cè)面阻力減少，從而導(dǎo)致切割速度增加。基板2的表面僅稍微與切割材料相摩擦，但其磨損幾乎無(wú)法確認(rèn)。鋸片外周側(cè)的側(cè)面狀態(tài)如圖15所示。
(比較例1)作為比較例1，制作出如圖12的鋸片。除了在超硬磨料層3及超硬磨料層4上不設(shè)置延長(zhǎng)部3a及4a，不設(shè)置加固用超硬磨料層5之外，規(guī)格與實(shí)施例1相同。至于成形，燒結(jié)等方法也與實(shí)施例相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，因?yàn)榍蟹鄣挠绊懀?的頭下部分產(chǎn)生磨損的同時(shí)，超硬磨料層3的側(cè)面也磨損，在切割到大約55m的時(shí)候，因?yàn)槌材チ蠈?的厚度變得與基板2未經(jīng)磨損的部分的厚度相同，鋸片的切割性極度惡化，終至切割停止。雖然平均切割速度為0.30m/min，切割速度的變化范圍為0.19～0.40m/min，然而特別是在后半期觀察到切割速度降低的現(xiàn)象。切割速度的外延曲線如圖20所示。可認(rèn)為是盡管在鋸片上進(jìn)行過(guò)張力調(diào)整，但超硬磨料層3的側(cè)面發(fā)生磨損，繼而基板2容易與鋸片相互摩擦，漸漸地側(cè)面阻力增大而導(dǎo)致切割速度的降低。基板2的表面與被切割材料相互摩擦，超硬磨料層3的內(nèi)周側(cè)在整個(gè)圓周方向范圍內(nèi)磨損較大，磨損量最大為0.31mm。鋸片外周側(cè)的斷面狀態(tài)如圖16所示。
(比較例2)作為比較例2，準(zhǔn)備了如圖13的鋸片。除了不設(shè)置加固用超硬磨料層5之外，規(guī)格與實(shí)施例1相同。至于成形，燒結(jié)等方法也與實(shí)施例相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.36m/min，切割速度的變化范圍為0.32～0.39m/min。關(guān)于基板2的表面，其頭下部分的磨損因有延長(zhǎng)部3a及4a而得到防止，但更靠?jī)?nèi)周側(cè)的部分由于切割時(shí)發(fā)生振動(dòng)，會(huì)發(fā)生磨損。在切割速度方面可觀察到速度變化。切割速度的外延曲線如圖20所示。基板2的磨損量最大為0.18mm。鋸片外周側(cè)的斷面狀態(tài)如圖17所示。
(比較例3)作為比較例3，準(zhǔn)備了如圖14的鋸片。除了設(shè)置加固用超硬磨料層5的位置及形狀不同，第1超硬磨料層3及第2超硬磨料層4的形狀不同以及未對(duì)基板2的進(jìn)行過(guò)張力調(diào)整之外，規(guī)格與實(shí)施例1相同。至于成形，燒結(jié)等方法也與實(shí)施例相同。使用這樣制成的鋸片，按上述條件進(jìn)行切割試驗(yàn)的結(jié)果，平均切割速度為0.31m/min，切割速度的變化范圍為0.24～0.38m/min。關(guān)于基板2的表面，其頭下部分的磨損因有延長(zhǎng)部3a及4a而得到防止，并且在切割初期，依靠加固用超級(jí)層5，基板2側(cè)面與被切割材料未發(fā)生摩擦。但隨著繼續(xù)切割，會(huì)發(fā)生振動(dòng)，延長(zhǎng)部3a與加固用超硬磨料層5之間的基板2側(cè)面部分的整個(gè)部分與切割材料相互摩擦，產(chǎn)生了磨損。另外，與比較例2中鋸片的切割速度的變化相比，因切割中的振動(dòng)而導(dǎo)致的切割速度的變化更大。而且在切割的后半期，在振動(dòng)之外，因加固用超硬磨料層5與被切割材料之間有摩擦阻力，切割速度降低。切割速度的外延曲線如圖20所示?；?的磨損量最大為0.17mm，鋸片外周側(cè)斷面狀態(tài)如圖18所示。
(試驗(yàn)例2)使用上述實(shí)施例1與實(shí)施例6中的鋸片，進(jìn)行了因加固用超硬磨料層5的接合材不同的比較試驗(yàn)。作為比較方法，對(duì)第1超硬磨料層3與基板2的接合強(qiáng)度進(jìn)行了比較。具體地講，先將基板2固定住，用扭力扳手對(duì)第1超硬磨料層3漸加轉(zhuǎn)矩，將第1超硬磨料層3從基板2脫離時(shí)的強(qiáng)度定為接合強(qiáng)度。該結(jié)果如圖19所示。此圖清楚地表明，與第1超硬磨料層3的接合材質(zhì)相比，選擇在更低溫度下即可達(dá)到最高密度的材質(zhì)為加固用超硬磨料層5的接合材質(zhì)的鋸片(實(shí)施例6)，其接合強(qiáng)度約提高10％?？烧J(rèn)為是由于第1超硬磨料層3被燒結(jié)得更完全。這一點(diǎn)對(duì)于第2超硬磨料層4也是同樣。
在產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可以用于切割混凝土塊等的鋸片行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種金剛石鋸片，是在圓板狀的基板(2)的外周邊緣設(shè)置切槽(7)，且在上述切割槽(7)之間的上述基板外周面固定了超硬磨料(3，4)的鋸片，其中上述超硬磨料層(3，4)包括具有上述超硬磨料層中一部分向基板(2)的內(nèi)周側(cè)延長(zhǎng)的延長(zhǎng)部(3a)的第1超硬磨料層(3)、及第2超硬磨料層(4)；在上述第2超硬磨料層(4)的內(nèi)周側(cè)，形成自上述基板的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)延伸的加固用超硬磨料層(5)，同時(shí)上述加固用超硬磨料層(5)位于基板半徑中心部(O)的外周側(cè)，上述加固用超硬磨料層(5)的外周側(cè)的端部(5a)位于上述第1超硬磨料層的延長(zhǎng)部(3a)的內(nèi)周側(cè)端部(3b)的外周側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中在上述基板(2)的基板半徑中心部，沿圓周方向形成有連續(xù)或斷續(xù)的應(yīng)力施與層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中在上述第2超硬磨料層(4)上設(shè)置有與上述第1超硬磨料層的延長(zhǎng)部(3a)相比半徑方向長(zhǎng)度相對(duì)較短的延長(zhǎng)部(4a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金剛石鋸片，其中上述第2超硬磨料層的延長(zhǎng)部(4a)形成至鄰接的切槽(7)的最內(nèi)周部連接線的內(nèi)周側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中上述第1超硬磨料層(3)、上述第2超硬磨料層(4)及加固用超硬磨料(5)及上述基板(2)均由同步燒結(jié)而相接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金剛石鋸片，其中上述加固用超硬磨料層(5)的結(jié)合材質(zhì)是由比上述第1超硬磨料層(3)、第2超硬磨料層(4)的結(jié)合材質(zhì)在更低溫度條件下達(dá)到最高密度的結(jié)合材質(zhì)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中在上述基板(2)的設(shè)置上述第1超硬磨料層(3)、第2超硬磨料層(4)及加固用超硬磨料層(5)的部分，設(shè)置有貫通孔(9)及貫通槽(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中在半徑方向，上述第2超硬磨料層(4)及上述加固用超硬磨料層(5)不連續(xù)地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石鋸片，其中在上述第1超硬磨料層(3)、上述第2超硬磨料層(4)及加固用超硬磨料層(5)上形成有槽(6)。
全文摘要
提供了在切割石材、混凝土等的鋸片中，在防止基板磨損的同時(shí)，還可防止基板振動(dòng)，可以穩(wěn)定速度進(jìn)行切割的鋸片。在圓板狀基板(2)的外周邊緣設(shè)置切槽(7)，且于切槽(7)之間的基板外周面固定了超硬磨料層的鋸片中，超硬磨料層由具有超硬磨料層中一部分向基板(2)的內(nèi)周側(cè)延長(zhǎng)的延長(zhǎng)部的第1超硬磨料層(3)及第2超硬磨料層(4)構(gòu)成。在第2超硬磨料層(4)的內(nèi)周側(cè)，形成自基板(2)的外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)延伸的加固用超硬磨料層(5)，同時(shí)加固用超硬磨料層(5)位于基板半徑中心部的外周側(cè)，加固用超硬磨料層(5)的外周側(cè)端部(5a)位于第1超硬磨料層的延長(zhǎng)部(3a)的內(nèi)周側(cè)端部的外周側(cè)。另外，在第2超硬磨料層(4)中，可以設(shè)置與第1超硬磨料層(3)的延長(zhǎng)部相比半徑方向長(zhǎng)度相對(duì)較短的延長(zhǎng)部。
文檔編號(hào)B28D1/12GK1646269SQ03807738
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者小池昭博, 平田隆洋 申請(qǐng)人:聯(lián)合材料公司