国产超大直径金刚石圆锯片基体工艺设备的研发

国产超大直径金刚石圆锯片基体工艺设备的研发

——河北星烁锯业股份有限公司

一、背景

在世界范围内，金刚石圆锯片的发展趋势总的向着大直径发展，锯片厚度越来越薄，对锯切石材的质量要求越来越高，这也就对锯片生产企业的生产加工的技术提出了越来越高的要求。大直径金刚石圆锯片基体由于技术含量高，研发和生产资金投入较大，目前，国际上只有德国、意大利等几个发达国家和我国的几家公司能够生产，这其中能够生产φ5000的大直径金刚石圆锯片基体的只有德国莫莫霍夫公司，产品代表了国际先进水平。我国大直径金刚石圆锯片基体的研制开发从2000年开始的，河北星烁锯业股份有限公司分别于2000年、2001年、2003年首次研制开发出了φ2000、φ2500、φ3500直径的金刚石圆锯片基体，填补了国内空白。

目前，国内生产金刚石圆锯片基体的厂家很多，但能生产大直径金刚石圆锯片基体只有三四家。河北星烁锯业股份有限公司在研制开发大直径金刚石圆锯片基体方面，始终处于国内领先水平。星烁锯业通过研制开发和设备技术改造，具备了批量生产超大直径金刚石圆锯片系列产品的能力。

研制Φ3600-Φ5200金刚石圆锯片基体存在的主要技术问题：首先是研究锯片基体的各项技术指标和机械加工工艺参数的确定；其次是研究的热处理工艺及重要的工艺参数，保证锯片的良好热处理性能；第三为研制加工设备和锯片检测设备，保证锯片各项技术指标的

的顺利实现，满足切割石材的使用要求；第四为保证锯片的经济环保，减少各种石材加工过程中的环境污染。

Φ3600-Φ5200金刚石圆锯片基体用65Mn或使用性能不低于65Mn的钢板为原料，采用先进的热处理工艺技术，对其进行热处理加工，在保证金刚石圆锯片基体强度和硬度的同时，使其平面度、径跳、端跳以及张力等指标满足焊接金刚石刀头后的金刚石圆锯片切割石材的要求。

二、基体的材料、规格和主要技术指标

1、70Mn热轧钢板的化学成份，按GB699-89，见表1

表1 70Mn的化学成份单位：mm

经过一年多制锯的使用情况，表明70Mn热轧钢板化学成份的实际测定值符合上述标准，能够满足制作Φ3600-Φ5200超大直径金刚石圆锯片基体的需要。

2、产品开发的规格

本次研发的Φ3600-Φ5200金刚石圆锯片基体的规格如表2：

表2 Φ3600-Φ5200金刚石圆锯片基体的规格单位：mm

3、产品主要性能及技术指标

①、表面粗糙度最大允许值为Ra3.2μm；

②、硬度值：HRC44～46；

③、基体平面度为：Φ3600-Φ4000为1.00mm；Φ4000-Φ5200为

1.20mm；

④、基体外径对于内孔径向跳动符合GB1184的9级公差值见表3：

表3 基体外径对于内孔径向跳动单位：mm

⑤、基体两侧面对内孔轴线的端面圆跳动公差应符合表4规定：

表4 基体两侧面对内孔轴线的端面圆跳动单位：mm

三、基体的试制

（一）、产品图纸

产品图纸主要是依据Q/YJ08-2007《矿山金刚石圆锯片》企业标准的规定，不同规格锯片的基体尺寸，公称参数，精度等级及公差，均按国家制图标准进行绘制，图样符合国家制图标准要求。

（二）、产品加工工艺的制定

基体片主要由热处理和机加工两大工艺加工完成，其中热处理保证基体的内在质量，而机加工主要是控制其外形几何尺寸及片体张力。

1、机加工工艺的制定

（1）、加工Φ3600-Φ5200锯片基体工艺流程如下：

下料－－热处理－－激光切割制齿－－回火－－粗平－－粗磨－－复平－－粗车内外圆－－半精平－－精磨－－精车内外圆－－精平－－抛光－－防锈包装－－入库

（2）、专用设备、工装的制造和购置

根据Φ3600-Φ5200片体加工工艺要求，我们在原有设备、工装的基础上，对热处理设备进行了技术改造，研制开发了热处理预热炉、三台加热炉、热处理淬火生产线和12台系列热处理液压加压回火炉；

为了本项目的顺利实施，我们从瑞士HRC公司购买了世界最先进的TBM80/2000型锯片矫直机；对公司原有德国莫莫霍夫公司生产的圆锯片应力辊碾检测机进行技术改进，

从而保证了Φ3600-Φ5200片体的制造和质量检验与控制；同时研制开发了车磨一体加工机床，保证锯片基体几何尺寸及加工精度的顺利实现。

（3）、加工工艺的验证

通过二年的试生产，对产品加工工艺进行了全面的验证，对存在的问题反复攻关，经多次修订，现在工艺已经成熟稳定。

2、热处理工艺的制定

（1）、国内外锯片基体钢种各项技术指标见表5、表6、表7：表5 各钢种的化学成份

表6 各种钢的相变临界点

表7 各种钢的力学性能

（2）、有关钢种正常淬、回火后的残余奥氏体含量见表8。残余奥氏体含量有助于判断这些钢种的淬火效果，残余奥氏体量是采用磁

性方法，在磁环仪器上做的。

表8 正常淬、回火后钢种残余奥氏体量

（3）、热处理工艺的制定

在实际生产中，因生产条件与试验条件存在一定差异，为此，我们在试生产中对热处理工艺又进行了进一步修改验证。

①、采用盐浴炉加热，用导电SR73仪表控温，淬火加热温度为830-880℃，加热系数1min/mm。

②、采用机械油淬火，并在淬火油池中设置搅拌和温度控制装置。

③、考虑淬火变形问题，再淬火过程中，我们将基体片淬火一些时间参数和冷却压平机校平参数进行了调整。

④、回火采用卡盘成组集中回火，回火温度400-450℃，保证3h 到温后出炉空冷。

经过几个月的试生产，我公司生产的Φ3600-Φ5200金刚石圆锯片基体，热处理工艺稳定可靠，经检验全部符合质量要求。

（4）、结论：

①、试验证明：8MnSi,75Cr1,70CrMN,70Mn,50Mn2V其性能已达到国外相应钢种的水平。

②、根据数据分析8MnSi,75Cr1,50Mn2V,70Mn其性能、组织基体相同，从经济角度考虑，应优先选用70Mn。