本發(fā)明涉及一種制造鋸元件的方法和由所述方法得到的鋸元件。鋸元件可以用作鋸裝置中的活動(dòng)鋸切部分，該鋸裝置諸如為鋸盤(pán)、鋸片、鋸簾線或研磨工具。本發(fā)明特別感興趣的是用于鋸簾線上的鋸珠形式的鋸元件的情況。
背景技術(shù)：
：用于切割硬和脆性材料(諸如天然或人造石)的鋸片、鋸盤(pán)或鋸簾線中的鋸元件大多通過(guò)粉末冶金生產(chǎn)。在該過(guò)程中，通常是金剛石顆粒的磨料顆粒與金屬粉末的混合物充分混合，在升高的溫度和壓力下冷壓并燒結(jié)(熱壓、自由燒結(jié)或熱等靜壓)成為壓塊，其隨后附著到片、盤(pán)或簾線。金屬基體材料的混合物包含所有種類的金屬，其組成選擇為在以下之間折衷：-足夠但不太高的磨損，因?yàn)樘湍サ膲簤K在使用期間不會(huì)充分地使金剛石暴露出來(lái)而引起金剛石的拋光。另一方面，過(guò)高的磨損將導(dǎo)致金剛石的過(guò)早損失，即在金剛石已經(jīng)充分切割之前，并且鋸元件磨損得太快。-溫度限制，因?yàn)榻饎偸w粒容易受到熱損傷。太高的溫度——例如長(zhǎng)時(shí)間(數(shù)分鐘)超過(guò)1000℃——將使金剛石反轉(zhuǎn)成石墨。因此，使用諸如鈷、鎢、鐵或鎳之類的具有高熔點(diǎn)溫度的金屬粉末與諸如銅、錫、銀之類的少量低熔點(diǎn)金屬的混合物來(lái)改善固結(jié)(例如參見(jiàn)wo2008/040885)。所得的金相顯示了典型地用于從熔體緩慢固化的構(gòu)成金屬或合金的晶粒細(xì)胞。建議使用具有磨料顆粒的激光熔覆金屬層用于鋸片或盤(pán)(ep1027476、ep1155768)已經(jīng)有幾年。當(dāng)使用金剛石顆粒時(shí)，特別是當(dāng)使用人造金剛石顆粒時(shí)，具有激光熔覆的沉積帶來(lái)一些特殊的問(wèn)題。沉積期間的溫度沖擊可以在金剛石的芯處開(kāi)始石墨化過(guò)程，由金剛石顆粒中固有地存在的金屬催化劑催化，由此金剛石返回到石墨。由于塊狀基底(片或盤(pán))用作熱沉，可以控制對(duì)金剛石的熱損傷。在鋸珠的情況下，激光熔覆更困難，因?yàn)槠渖习l(fā)生熔覆的微小金屬套筒僅僅是微小的(小于幾克的質(zhì)量)，并且不提供熱沉(例如參見(jiàn)本申請(qǐng)人的wo2012/119947)。在本申請(qǐng)人(pct/ep2014/056572)的待審申請(qǐng)中，通過(guò)在熔覆過(guò)程中的仔細(xì)的溫度控制來(lái)可選地解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闇囟仍谛∮?00毫秒的有限的時(shí)間內(nèi)允許超過(guò)1150℃。金剛石顆粒通常不會(huì)在超過(guò)1300℃的熱沖擊下幸存。因此，液相線溫度——即金屬或金屬合金在熱平衡條件下從固體完全轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度——高于約1100℃的金屬基體材料通常從具有金剛石的激光熔覆中排除，因?yàn)樵摻饘倩蚪饘俸辖鹪谠摐囟忍幉粫?huì)完全熔融。因此，適合于與金剛石顆粒共熔覆的金屬基體材料的搜索限于具有400℃至1000℃且可能高達(dá)1100℃但不更高的液相線溫度的那些金屬和合金。在wo2012/119947中提出的可能的鎳基合金是：–具有約900℃的液相線溫度的ni-cr-p(例如具有13至15wt％(重量百分比)的cr和9.7至10.5wt％的p，余量為ni)。–可替代地，存在ni-cr-fe-si-b(例如13-15wt％的cr、2.75-3.5wt％的b、4-5wt％的si和4-5wt％的fe，余量為ni)。但是這些合金已經(jīng)具有1040℃和更高的液相線溫度。不幸的是，包含p、b和si的合金傾向于形成脆性的磷化物、硼化物或硅化物相(ep1380381b1)，因此在鋸元件中不太有用。通過(guò)引入作為用于硅化物形成的分散劑的mn，可以減少脆性相的析出，如在cr20wt％、mn14wt％和si6wt％的組成中。然而，液相線溫度然后進(jìn)一步上升到1080℃。因此，激光熔覆磨料層通常包括低溫熔融的銅基合金，諸如黃銅(銅和鋅作為主要元素)和青銅(銅和錫作為主要元素)，后者是更優(yōu)選的。其他優(yōu)選的合金是基于銀或銦的這種ag-cu、ag-cu-zn或ag-cu-in。sn、ag、zn或in的添加將合金的熔點(diǎn)降低到低于銅的熔點(diǎn)(1080℃)。當(dāng)將金剛石顆粒合并到激光熔覆層中時(shí)，還必須合并潤(rùn)濕金剛石顆粒并將顆粒保持在熔池中的活性金屬。為了這個(gè)目的，大多使用鈦，有時(shí)使用鉻。因此，所使用的青銅具有10至20wt％的sn和2至10wt％的ti，其余是銅。通過(guò)激光熔覆沉積的磨料層的金相與通過(guò)粉末金相獲得的層的金相顯著不同。在粉末冶金途徑中，由于過(guò)程的緩慢，所有金屬相處于熱平衡。在激光熔覆中，熔融金屬相可以被冷卻得如此之快，使得平衡相沒(méi)有足夠的時(shí)間生長(zhǎng)。因此，激光熔覆層可以在適當(dāng)?shù)某练e和固化速度條件下顯示精細(xì)的枝狀的結(jié)構(gòu)，其中具有較低凝固點(diǎn)的相被排出形成了具有較高凝固點(diǎn)的相。然后可以在由具有較高凝固點(diǎn)的相形成的葉與莖之間發(fā)現(xiàn)具有較低凝固點(diǎn)的相。雖然通過(guò)激光熔覆獲得的該精細(xì)的金相結(jié)構(gòu)提高了磨料層的耐磨性，但是通常使用的低熔點(diǎn)金屬基體的硬度對(duì)于在鋸切應(yīng)用中仍然不是最佳的。盡管金剛石保持性良好并且對(duì)金剛石的損傷仍然是可接受的，但是磨料層仍然傾向于磨損得太快。因此，本發(fā)明人尋求了可以被激光熔覆并且提供優(yōu)異的鋸特性的其他金屬基體組成。為了熔覆這些磨料層，也必須重新開(kāi)發(fā)沉積方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有最佳鋸切行為的激光熔覆鋸元件的方法。“最佳鋸切行為”是指磨料顆粒的磨損與圍繞磨料顆粒的金屬基體材料的磨損同步。磨料顆粒本身在激光熔覆過(guò)程期間不被或僅僅輕微損傷。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是公開(kāi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致通過(guò)激光熔覆制造的鋸元件的最佳鋸切行為的金屬基體材料組成。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種鋸珠形式的鋸元件，其可在鋸簾線中使用。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，公開(kāi)了一種制造鋸元件的方法。鋸元件構(gòu)建在金屬基底上并且包括通過(guò)激光熔覆所沉積的磨料層。鋸元件按如下制造：–首先，提供金屬基底。金屬基底可以是圓鋸片或矩形片，或者它可以是用于制成鋸珠的小金屬套筒。金屬基底可以由不銹鋼或普通碳鋼制成，例如低碳鋼；–第二，粉末形式的金屬基體材料在氣流中被攜帶到金屬基底。氣流是惰性氣體流，諸如氬氣流；–磨料顆粒在氣流中或與氣流分開(kāi)供應(yīng)；–通過(guò)激光束在金屬基底上的特定點(diǎn)處供應(yīng)能量。激光束在金屬基底上的光斑處局部加熱金屬基體材料。通過(guò)在激光束下移動(dòng)金屬基底或者在金屬基底上移動(dòng)激光束或兩者，使金屬基底和激光束相對(duì)于彼此移動(dòng)。同時(shí)，將磨料顆粒加入到成形磨料層中。在入射激光束光斑處，將達(dá)到由激光的熱輸入減去由部分或完全熔融的金屬基體粉末的排熱以及減去由金屬基底帶走的熱量(通過(guò)熱傳導(dǎo)和/或通過(guò)將金屬基底物理地移出激光束)而確定的處理溫度。該方法不排除磨料層沉積在已經(jīng)沉積的磨料層上。在鋸珠的情況下，激光沉積的軌跡在已經(jīng)沉積的磨料層上重復(fù)返回。該方法的具體內(nèi)容現(xiàn)在是金屬基體材料粉末是包含低熔點(diǎn)金屬粉末和高金屬熔融粉末的混合物。低熔點(diǎn)金屬粉末具有低于處理溫度的液相線溫度，而高熔點(diǎn)金屬粉末具有高于該處理溫度的液相線溫度。可能地，低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)金屬粉末從不同的通道進(jìn)料或它們進(jìn)入同一氣流中。后者是更優(yōu)選的，因?yàn)榛旌细o密。發(fā)明人直觀地推理如下：通常高熔點(diǎn)金屬粉末更硬，使用在沉積期間完全液化的低熔點(diǎn)相和在沉積期間可能不完全熔融的高熔點(diǎn)金屬粉末的混合物將導(dǎo)致其中較硬的金屬區(qū)域?qū)⒈惠^軟的低熔點(diǎn)相焊接的金屬基體，從而導(dǎo)致整體較硬的金屬基體材料。如上所述，該推理是直觀的，并且不意味著限制本發(fā)明。在進(jìn)一步精制的方法中，高熔點(diǎn)金屬粉末的固相線溫度高于處理溫度。液相線溫度是固體金屬或金屬合金在熱平衡條件下轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆簯B(tài)的溫度。固相線溫度是液體金屬或金屬合金完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的溫度。液相線溫度總是大于固相線溫度。在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案中，磨料層表面處的處理溫度在1000℃與1300℃之間或甚至更優(yōu)選在1000℃與1150℃之間。該處理溫度足以將粉末熔融和焊接在一起，同時(shí)磨料顆粒(特別是金剛石)不受影響。由于激光熔覆中的冷卻速率必須是相當(dāng)大的，以便獲得期望的金相結(jié)構(gòu)，所以加熱到處理溫度的持續(xù)時(shí)間保持有限。例如，對(duì)于1150℃的溫度，對(duì)金剛石進(jìn)行熱暴露的持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)小于200ms，對(duì)于1200℃的溫度，這應(yīng)該小于100ms，并且對(duì)于1250℃的溫度小于50ms。在這些邊界處，對(duì)金剛石顆粒的損傷保持合理。優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)激光器的能量輸入來(lái)控制處理溫度。甚至更優(yōu)選的是激光器的能量輸入基于測(cè)量到的處理溫度在反饋回路中控制。處理溫度由高速溫度傳感器(諸如紅外溫度傳感器或相機(jī))感測(cè)。相機(jī)具有可以對(duì)加熱區(qū)域中的總體溫度場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估的優(yōu)點(diǎn)。高速意味著：每秒至少100次測(cè)量。在較低速度下，溫度測(cè)量得太遲，對(duì)激光器的反饋隨著激光器光斑處的溫度一起延遲。優(yōu)選地，低熔點(diǎn)金屬粉末是基于銅的合金。銅基合金是其中銅的重量百分比大于合金中其他任一個(gè)元素的重量百分比的合金。銅的重量百分比是使得銅和其他元素的百分比加起來(lái)為100％的余量。銅基合金的顯著示例是黃銅(銅和鋅)、青銅(銅和錫)以及銅與銀、鉍、銻、銦、鉛和磷的合金。三元或甚至四元合金例如也可以是鉛錫青銅或磷青銅。為了方便，由錫、鋅、銀、鉍、銻、銦、鉛和磷組成的金屬組將被稱為第一組元素。最優(yōu)選的是錫作為銅的合金元素。典型的示例是cu-sn(具有8至14wt％的錫)或cu-p(具有2至10wt％的磷)。優(yōu)選地，高熔點(diǎn)金屬粉末包含由鎳、鐵、鈷和錳組成的第二組中的一種或多種金屬。最優(yōu)選的是至少包含大量鎳的合金，即鎳基合金。鎳本身也是首選。為此目的，可以使用鎳粉末，例如通過(guò)羰基途徑獲得。該粉末是純鎳，除了不可避免的微量元素。鎳基合金優(yōu)選但不排他地：–鉻鎳鐵合金(inconel)600(14至17wt％的cr、6至10wt％的fe、余量為ni和不可避免的微量元素)；–鉻鎳鐵合金625(20至23wt％的cr、最多5wt％的fe、8至10wt％的mo、3.15至4.15wt％的nb、余量為ni和不可避免的微量元素)；–哈氏合金(hastalloy)x(20.5至23wt％的cr、17至20wt％的fe、8至10wt％的mo、0.05至0.15wt％的c、0.2至1wt％的w、0.5至2.5wt％的co、余量為ni和不可避免的微量元素)?？商娲兀梢允褂描F基合金，諸如不銹鋼。不銹鋼包含至少10.5wt％的鉻。最優(yōu)選的是也包含鎳的不銹鋼，諸如：–耐熱鎳鉻鐵合金(incoloy)800(19至23wt％的cr、0.15至0.6wt％的al、0.15至0.6wt％的ti、30至35wt％的ni、余量為fe和其他微量元素)。–ss-316l(16至18wt％的cr、10至14wt％的ni、2至3wt％的mo、余量為fe和其他微量元素)。附加且優(yōu)選地，低熔點(diǎn)金屬粉末和/或高熔點(diǎn)金屬粉末還包含由鉻、鈦、釩、鎢、鋯、鈮、鉬、鉭和鉿組成的活性金屬組中的一種或多種。最優(yōu)選的是鈦?zhàn)鳛榛钚越饘?。?yōu)選地，鈦是低熔點(diǎn)金屬粉末的一部分，例如青銅(cu-sn-ti)中。優(yōu)選鉻作為高熔點(diǎn)金屬粉末的合金元素。優(yōu)選存在活性金屬以將磨料顆粒保持在金屬基體材料中。磨料顆粒本身優(yōu)選為含碳顆粒，諸如金剛石、碳化硅、碳化鎢、碳化鈦或其混合物，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀妆凰刑峒暗幕钚越饘贊?rùn)濕。諸如立方氮化硼之類的氮化物最好用鈦潤(rùn)濕。最優(yōu)選的是人造或天然的金剛石(即幾乎純的碳)，前者由于其較低的成本是更優(yōu)選的。本發(fā)明對(duì)低溫或高溫熔融金屬粉末的中值尺寸不加以限制，但通常在5與100μm之間。金屬粉末的尺寸使得可以獲得氣流中的均勻流速。通常，在該方法中可以使用尺寸在100μm與600μm之間的磨料顆粒，更優(yōu)選在180μm與500μm之間。用于石材切割的顆粒優(yōu)選是大磨粒，即具有大范圍磨粒尺寸美國(guó)網(wǎng)格(usmesh)尺寸30/40、網(wǎng)格尺寸40/50或網(wǎng)格尺寸50/60(網(wǎng)格尺寸根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)astme11，數(shù)字越高顆粒越小)。對(duì)于鋸元件最優(yōu)選的是網(wǎng)格尺寸40/50。40網(wǎng)篩具有420μm邊長(zhǎng)的正方形篩孔，其中較小尺寸的顆粒從中通過(guò)。那些較小顆粒的一部分將由具有297μm邊長(zhǎng)的正方形篩孔的50網(wǎng)篩過(guò)篩。在根據(jù)fepa(歐洲磨料制造商聯(lián)合會(huì))的磨粒尺寸指定系統(tǒng)中，剩余顆粒的平均尺寸為約427μm，其為每個(gè)網(wǎng)格尺寸指定平均尺寸。較小的網(wǎng)格尺寸在使用期間將被拋光，因此不會(huì)磨掉石材。為了對(duì)鋸元件的鋸切行為具有區(qū)別的影響，必須存在不多的高熔點(diǎn)金屬粉末。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在總基體金屬粉末流中甚至小于10wt％的高熔點(diǎn)金屬粉末足以改善金屬基體材料的硬度。在低端，在觀察到有利效果之前，至少0.5wt％的高熔點(diǎn)金屬粉末必須存在于基體金屬流中。在總基體金屬粉末流中高熔點(diǎn)金屬粉末的在1與8wt％之間可獲得更好的結(jié)果。最佳值在4與6wt％之間的某處。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，要求保護(hù)一種包括其上沉積有磨料層的金屬基底的鋸元件。磨料層包括保持在金屬基體材料中的磨料顆粒。鋸元件的特征在于，根據(jù)上述方法沉積磨料層。當(dāng)根據(jù)所述方法適當(dāng)?shù)孬@得時(shí)，鋸元件仍然顯示枝狀金相結(jié)構(gòu)，但是高熔點(diǎn)金屬粉末的存在導(dǎo)致金屬基體材料的硬度增加。金屬材料的硬度通常由根據(jù)iso6507-1：“metallicmaterials–vickershardnesstest–part1:testmethod”的維氏硬度測(cè)試來(lái)確定。在該測(cè)試中，將金字塔形金剛石壓頭壓在金屬基體材料的拋光橫截面上。在移除壓頭之后剩余的壓痕具有金字塔形狀，其平均底部對(duì)角線為“d”，單位為mm。在本申請(qǐng)中，在壓頭上使用的印壓力為300gf或2.94n。然后從印壓力和測(cè)量的平均對(duì)角線“d”計(jì)算維氏硬度，并以hv標(biāo)度表示，單位為吉帕斯卡(gigapascal)(gpa)。力保持10秒。取至少10個(gè)位置的平均值。壓痕位置相互之間、邊緣和磨料顆粒至少間隔3倍的“d”，以便不使測(cè)量失真。本發(fā)明鋸元件的金屬基體材料具有至少200hv的維氏硬度，更優(yōu)選高于210hv或甚至高于220hv或高于240hv的值。鋸元件的金屬基體材料的更優(yōu)選的總元素組成包括至少60wt％的銅和總計(jì)0.5與10wt％之間的來(lái)自第二組中的一種或多種元素，該第二組由鎳、鐵、鈷和錳組成。銅的分?jǐn)?shù)可以高于70wt％或甚至高于75wt％。在任何組成中，銅是使總組成為100wt％的余量元素。可替代地，第二組中的元素的量可以在1與7wt％之間，或甚至更具體地在1.2與5wt％之間。金屬基體材料還進(jìn)一步包括由低溫熔融元素：錫、鋅、銀、鉍、銻、銦、鉛和磷組成的第一組元素和由鉻、鈦、釩、鎢、鋯、鈮、鉬、鉭和鉿組成的活性金屬組。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例中，鋸元件的金屬基體材料包含總計(jì)7與20wt％之間的第一組中的元素，例如總計(jì)8與15wt％之間和5與15wt％之間的活性金屬組中的元素。這除了至少60wt％的銅(余量)和總計(jì)0.5與10wt％之間的第二組中的一種或多種元素。這些是金屬基體材料的優(yōu)選組成，并且不包括磨料顆粒的重量分?jǐn)?shù)。為了確定組成，金屬基體材料可以溶解在合適的試劑中，并通過(guò)分析化學(xué)中已知的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行分析。可替代地，并且更優(yōu)選地，可以通過(guò)諸如能量分散x射線分析(edx)或波長(zhǎng)分散x射線分析(wdx)的物理微量分析技術(shù)來(lái)確定元素組成。應(yīng)注意，應(yīng)當(dāng)對(duì)表面進(jìn)行足夠深度和寬度的采樣和平均。在激光熔覆過(guò)程中引入高熔點(diǎn)金屬粉末使得在磨料層中使用其他陶瓷硬化材料是多余的。許多時(shí)候，添加這些陶瓷氧化物(例如氧化鋁)、碳化物(例如碳化鎢)、氮化物或硼化物以增加金屬基體材料的耐磨性。當(dāng)這種材料引入用于鋸元件的激光熔覆磨料層中時(shí)，它們多次導(dǎo)致比益處更多的損害。由于它們與金屬池的密度差異，它們傾向于在液體金屬池中浮動(dòng)或下沉，從而形成富含這些材料的層，形成穿過(guò)鋸元件的優(yōu)選斷裂面?；蛘咚鼈儾粷?rùn)濕并且不能非常好地結(jié)合到金屬基體材料并且弱化基體而不是強(qiáng)化它。因此，特別優(yōu)選的實(shí)施例是不含添加的陶瓷氧化物、碳化物、氮化物或硼化物的鋸元件。然而，這并不排除在激光沉積期間可能形成陶瓷氧化物、碳化物、氮化物或硼化物。它們?nèi)缓蟠嬖谟谖⒂^區(qū)域中并且不損害鋸元件的強(qiáng)度。本發(fā)明對(duì)于制造鋸珠特別有用。這種鋸珠包括金屬套筒作為將磨料層放置在其上的金屬基底。磨料層沉積在隨后的層中，同時(shí)使套筒在激光熔覆頭下旋轉(zhuǎn)。參考本申請(qǐng)人的wo2012/119946和wo2012/119947。這是本發(fā)明的第三方面。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，要求保護(hù)一種鋸簾線。這種鋸簾線包括具有穿在其上的鋸珠的鋼簾線。制備鋸珠并具有如上所述的組成?？赡艿?，珠通過(guò)珠之間的聚合物套筒分離。附圖說(shuō)明圖1：不同組成的磨料層的維氏硬度圖2：鉻鎳鐵合金625在金屬基體材料粉末中的量對(duì)磨料層的硬度的影響。具體實(shí)施方式選擇在鋸切簾線中使用的鋸元件鋸珠。然而，下面公開(kāi)的方法和組成可以容易地轉(zhuǎn)移到任何其他類型的鋸元件。在這方面，使激光熔覆的鋸珠置于小金屬套筒上比將通過(guò)激光熔覆的鋸元件放置在塊狀基底上更困難。在一系列實(shí)驗(yàn)中，在長(zhǎng)度為12mm、具有5.00mm的外徑和0.575mm的壁厚的軟鋼柱形套筒上制造激光熔覆的鋸珠。使用以下類型的設(shè)備：激光熔覆系統(tǒng)-在波長(zhǎng)808和940μm的連續(xù)模式下的diodelaser‘laserlineldf2.5kw’。-用于饋送金屬基體粉末和磨料顆粒的側(cè)向進(jìn)料通道，這些顆?？瑟?dú)立于金屬基體粉末流被控制；粉末處理設(shè)備：-兩個(gè)sulzermetco雙粉末料斗-氣體供應(yīng)：氬氣。使用一個(gè)粉末料斗倉(cāng)來(lái)以金剛石的形式饋送磨料顆粒。金剛石是人造金剛石，篩分至網(wǎng)格40/50，中值尺寸為415μm。雙粉末料斗允許通過(guò)改變一個(gè)到另一個(gè)的進(jìn)料速度在氣體流中混合兩種不同的金屬粉末。在通過(guò)進(jìn)料通道饋送至鋸珠之前，將兩種不同的粉末與金剛石在混合室中混合。作為低熔點(diǎn)金屬粉末，使用從phoenixscientificindustriesltd.獲得的組成為cu(余量)-sn(13wt％)-ti(9wt％)的富鈦青銅。反應(yīng)性金屬-鈦-因此合并到低熔點(diǎn)金屬粉末中。差示掃描量熱法分析顯示固-固相轉(zhuǎn)變開(kāi)始于約765℃，并且粉末在972℃處完全變成液體(液相線溫度)。因此，熔點(diǎn)溫度低于1000℃。顆粒的中值尺寸在20與25μm之間。作為高熔點(diǎn)金屬粉末，嘗試了不同的組成：-純鐵粉，熔點(diǎn)1535℃-不銹鋼316l粉末，熔融范圍在1371與1399℃之間。將粉末篩分至最大尺寸為75μm。-具有1290至1350℃的熔融范圍(固相線至液相線)的鉻鎳鐵合金625粉末。顆粒尺寸在15與45μm之間。當(dāng)?shù)谝涣隙返牡腿埸c(diǎn)金屬粉末的進(jìn)料速率保持恒定時(shí)，具有高熔點(diǎn)金屬粉末的第二料斗的進(jìn)料速率被改變。通過(guò)sem-edx確定高熔點(diǎn)金屬粉末在鋸珠中的金屬基體材料的總量中的重量百分比。沒(méi)有諸如碳化鎢、氧化鋁或其他的陶瓷的填料被添加到磨料層中。使套筒形式的金屬基底以200rpm旋轉(zhuǎn)。激光被點(diǎn)燃，并且在旋轉(zhuǎn)之后，將低熔點(diǎn)金屬粉末和高熔點(diǎn)金屬粉末的混合物的供應(yīng)與金剛石顆粒一起吹過(guò)進(jìn)料通道。溫度通過(guò)在以740nm紅外帶通濾波器測(cè)量的220hz采樣頻率下操作的e-maqs相機(jī)而被監(jiān)測(cè)。溫度保持在約1100℃。在第一試驗(yàn)中，銅錫鈦低熔點(diǎn)粉末與鐵粉混合。鐵的氧化反應(yīng)導(dǎo)致e-maqs相機(jī)的盲化，并且不能形成可靠的層。然而，可以進(jìn)行硬度測(cè)量。用不銹鋼316l的第二系列試驗(yàn)更好，并且可以成功地生產(chǎn)出珠。與僅用低熔點(diǎn)金屬粉末組成制備的參考樣品相比，它們顯示出增加的硬度。注意，現(xiàn)在存在第二反應(yīng)性金屬(鉻)，其來(lái)自高熔點(diǎn)溫度金屬粉末，而第一反應(yīng)性金屬(鈦)存在于低熔點(diǎn)溫度粉末中。使用鉻鎳鐵合金625的第三系列試驗(yàn)沒(méi)有問(wèn)題。可以測(cè)得甚至更高的硬度。用對(duì)于第一和第二粉末進(jìn)料器相同的設(shè)置進(jìn)行第一、第二和第三系列試驗(yàn)。圖1示出了不同磨料層的測(cè)量的維氏硬度。僅由cu-sn-ti制成的研磨涂層在10秒后在300g測(cè)量的平均硬度約為199hv。用不銹鋼增強(qiáng)的涂層顯示平均值為210hv，具有平均225hv的鐵粉的涂層和與鉻鎳鐵合金625混合的涂層顯示出最高的硬度：測(cè)量得到的平均值約245hv。在第二系列實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了具有不同量的鉻鎳鐵合金625的一系列試驗(yàn)。通過(guò)調(diào)節(jié)第二料斗的進(jìn)料速度，可以獲得鉻鎳鐵合金625在混合粉末流中的總量的不同重量分?jǐn)?shù)。在混合材料流中獲得的鉻鎳鐵合金625的重量分?jǐn)?shù)為：4.2、4.8、5.6和6.9wt％。結(jié)果示于圖2中。結(jié)果表明，對(duì)于鉻鎳鐵合金625在總金屬基體材料中的重量百分比為5與6％之間獲得最大硬度。使用95.2wt％的cusnti與4.8wt％的鉻鎳鐵合金625(表1，圖2中的空心菱形)的粉末組成獲得金屬基體材料的最佳硬度。過(guò)高百分比的高熔點(diǎn)金屬粉末對(duì)硬度有不良影響。冶金分析得知，具有最大負(fù)載的高熔點(diǎn)金屬粉末(6.9wt％)的樣品顯示出類似針狀結(jié)構(gòu)，其是脆性的并且不同于熟悉的枝狀結(jié)構(gòu)?？傇亟M成如下(sem-edx測(cè)量)元素nicusncrtinbmo總和wt％2.376.510.61.18.10.41.0100cusnti76.510.68.195.2鉻鎳鐵合金6252.31.10.41.04.8第一組10.610.6第二組2.32.3活性金屬1.18.10.41.010.6表1具有鉻鎳鐵合金625的cu-sn-ti的最佳組成，制造了一系列鋸珠。將鋸珠串在7×7/3.5mm鋼簾線上，并在珠之間注塑聚氨酯以獲得鋸簾線。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，五根這樣的鋸簾線，每米鋸簾線都能夠切割具有11.5平方米的不同硬度的花崗巖。如本領(lǐng)域中的慣例，在這個(gè)數(shù)字中，考慮了歸因于不同類型的花崗巖的校正因子。在第二系列實(shí)驗(yàn)中，將純ni粉末(液相線溫度為1455℃，中值顆粒尺寸為40μm)加入到cu-sn-ti(80.2/12.2/7.7％重量分?jǐn)?shù)，液相線溫度970℃)流中。所得元素組成(通過(guò)sem-edx測(cè)定)和在金屬基體材料上測(cè)量的維氏硬度列于表2表2對(duì)于硬度高于或等于200hv的那些組成，活性金屬(僅ti)的量在7.0與7.4wt％之間，第一組中的元素的量(僅sn)在11.8與12.3wt％之間，第二組中的金屬(僅ni)的量在1.0與2.2wt％之間。銅的余量在79.0與79.3wt％之間，即遠(yuǎn)高于60wt％。這些都在建議的范圍內(nèi)。清楚的是，即使少量添加第二組元素也會(huì)顯著增加硬度。通過(guò)xrd、sem(edx和電子探針微量分析epma)和lom(光學(xué)顯微鏡)對(duì)當(dāng)將諸如ni或鉻鎳鐵合金的高溫熔融金屬粉末與附加的活性金屬ti(9wt％的ti)添加到諸如cu-sn(13wt％的sn)的低溫熔融青銅時(shí)形成的不同相的深入研究顯示出以下特征：-純cu-sn-ti(13/9)在熔覆之后顯示由銅枝狀結(jié)晶(a相)組成的基底形式。在枝狀結(jié)晶之間，存在精細(xì)的層狀結(jié)構(gòu)，推測(cè)含有(cu)sn3ti5(b相)和cu。-向粉末中加入鉻鎳鐵合金或ni，完全改變這種微觀結(jié)構(gòu)。ni和鉻鎳鐵合金在這方面具有相同的效果。在低鎳濃度(<5wt％的ni)下，枝狀結(jié)晶和層狀結(jié)構(gòu)仍然存在，但是形成(cu、ni、sn、ti)相(c相)。在高鎳濃度(≥5wt％的ni)下，a相枝狀結(jié)晶消失，并且在細(xì)長(zhǎng)(cu、ni、sn、ti)區(qū)域之間發(fā)現(xiàn)cu。添加更多的ni或鉻鎳鐵合金不會(huì)進(jìn)一步增加c相的存在。然而，由這種組成產(chǎn)生的珠變得不太好。-增加sn量(從cu-sn(24wt％)-ti(5wt％)或cu-sn(23wt％)-ti(10wt％)開(kāi)始)似乎抑制了c相的形成。-在xrd數(shù)據(jù)庫(kù)中找不到(cu、ni、sn、ti)c相。然而，峰與ni2snti的晶體結(jié)構(gòu)緊密匹配。在700℃的退火試驗(yàn)未顯示c相為亞穩(wěn)態(tài)：xrd峰仍然存在。-在c相中，四種金屬cu、ni、sn和ti以大約相等的量(各自約25％)存在，雖然發(fā)現(xiàn)了大的空間變化(sem-epma)。-應(yīng)用在xrd譜上的rietveld的細(xì)化方法顯示，即使在低鎳添加下，c相(以ni2tisn的峰作為參考)占總相分?jǐn)?shù)的至少10％。-從lom看來(lái)，c相存在于球狀區(qū)域。添加更多的鎳完全消除枝狀結(jié)構(gòu)。-納米壓痕試驗(yàn)顯示，相比于3500mpa(a相)和15000(b相)，c相區(qū)域具有與a相(cu)和b相((cu)sn3ti5)區(qū)域相比的中間的硬度：7000至10000mpa。推測(cè)高熔點(diǎn)金屬粉末的存在影響低熔點(diǎn)金屬粉末的整體硬度。在這方面，包含(cu、sn、ti、ni)的c相的存在似乎是恰當(dāng)?shù)挠捕绕胶獾牧己弥笜?biāo)。因此，發(fā)明人認(rèn)為，良好的鋸元件將顯示出c相分?jǐn)?shù)在7與13％之間，或甚至更優(yōu)選在9與11％之間，c相分?jǐn)?shù)是通過(guò)對(duì)鋸元件的xrd譜圖精修(rietveldrefinementmethod)確定。當(dāng)前第1頁(yè)12