[发明专利]电镀金刚石线锯成形切割石材工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀金刚石线锯成形切割石材工艺，属材料切割加工领域。

背景技术

电火花线切割加工是目前最常用的精密成形切割方法，具有切割精度高(可达0.01mm)、表面粗糙度低(R_a值可小于1.6μm)、切割厚度大(可达500mm)等优点。但无法加工石材等非导电材料。

激光切割依靠经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射处的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时借助光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现割开工件的一种切割方法。适用于切割薄板，若用高功率激光器，则激光与工件间产生的高温等离子体会明显降低加工效率，熔融物的排除也很困难，且对切割面有烧伤。因此，激光无法切割石材厚板。

等离子弧切割是利用高温、高速的等离子体及其焰流使工件材料熔化、蒸发和气化并被吹离基体的一种切割方法。切割厚度不大的金属时，切割速度快，切割面较光洁，热变形小，但切口宽度大，切割厚度150mm的石材时，切缝宽度竟高达10～20mm。因此，切割石材(200≤厚度≤500mm)时，切缝将更宽，甚至无法正常切割。

高压水射流切割设备可以成形切割某些金属和非金属材料，但切割厚度有限，不能切割石材厚板。

金刚石串珠锯是将金刚石磨料通过电镀或粉末冶金或电镀工艺固定在串珠钢基体上制作成金刚石串珠，串珠由高抗拉强度钢丝绳连接起来，用弹簧或塑料将串珠间隔开而最终制作成的一种线切割工具。广泛应用于石材的开采、成形加工，但其最小直径也有6mm，切缝太宽。

对于石材的切割，目前的手段主要是圆片锯、带锯之类，都只能作切断加工，且切缝宽，切屑易粘附堵塞工具，不能进行成形切割。

金刚石线锯是在细金属丝的表面通过电沉积镍或热固化树脂来固定一层金刚石磨料，可以精密成形切割各种材料。其优点：(1)切缝窄，出材率高；(2)切割过程平稳，切割硅晶、陶瓷等脆性材料不崩边；(3)切割温度低，切割面无烧伤；(4)能切割大尺寸工件；(5)对环境污染小，通常使用水作为冷却液。是一种很有前途的切割工艺方法。现有金刚石线锯存在的主要问题：磨料只是被机械地包埋镶嵌在镀层或树脂结合剂中，磨料易脱落，线锯寿命短。

发明内容

针对现有金刚石线锯切割中存在的问题，本发明目的在于提供一种电镀金刚石线锯成形切割石材工艺，是利用电镀工艺制作的金刚石线锯对石材进行成形切割，其特征在于：包括以下步骤：

1)、电镀制作金刚石线锯，线锯由金属线、金刚石磨料、电镀结合剂三部分组成，金刚石磨料通过电镀合金固定在金属线的表面形成具有切割功能的线锯；

2)、将线锯安装在线锯数控成形切割专用机床上；

3)、将石材安装固定在机床工作台上；

4)、调整好石材与线锯的相对位置；

5)、数控成形切割石材，达到要求，其冷却方式为干切或水或乳化液或低温气体。

本发明还包括以下步骤：

所述的成形切割石材，其中关键切割参数为：线锯线速度Vs：15～25m/s；线锯进给速度Vw：0.2～0.6m/min；切割厚度a_p：100mm～500mm。

本发明的积极效果是：该工艺利用通过电镀合金固定在金属线表面的金刚石磨料实现石材的切割，具有切割厚度不受限制，切割效率高、切割工件表面粗糙度低、可实现成形切割等优点。

具体实施方式

电镀金刚石线锯成形切割石材工艺，是利用电镀工艺制作的金刚石线锯(外径0.1～3mm)对石材(100mm≤厚度≤500mm)进行高效、精密成形切割，包括以下步骤：

1、电镀制作金刚石线锯，线锯由金属线、金刚石磨料、电镀结合剂三部分组成，金刚石磨料通过电镀合金固定在金属线的表面形成具有切割功能的线锯。

2、将线锯安装在线锯数控成形切割专用机床上。

3、将石材安装固定在机床工作台上。

4、调整好石材与线锯的相对位置。

5、数控成形切割石材，达到要求，其冷却方式为干切或水或乳化液或低温气体。

成形切割石材，其中关键切割参数为：

线锯线速度Vs：15～25m/s；

线锯进给速度Vw：0.2～0.6m/min；

切割厚度a_p：100mm～500mm。