專利名稱：實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法及其布料器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金剛石工具刀頭的制備方法，特別涉及一種實現(xiàn)金剛石在刀頭中定向排布的方法及其布料器。
背景技術：
金剛石工具是以自然界中硬度最高、抗研磨性最強的金剛石作為切割単元的ー種特殊工具。一般的金剛石工具由金屬基體和金剛石刀頭兩部分組成。傳統(tǒng)方法制成的刀頭的特點是金剛石在刀頭中隨機分布，容易形成金剛石的堆積區(qū)或稀少區(qū)。在堆積區(qū)，金剛石所受切削カ過小，不易出刃；在金剛石稀少區(qū)，金剛石濃度過低，單顆粒承受工作載荷巨大，使金剛石顆粒受沖擊力破碎而過早脫落，也不能進行行之有效的切削加工。因此，常規(guī)金剛石工具中金剛石的有效利用率很低，限制了工具鋒利度和壽命的提高，造成工具在切割過 程中產(chǎn)生切割效率低或切割壽命短的現(xiàn)象。實現(xiàn)金剛石在刀頭中的定向有序排布是解決金剛石偏析的有效方法，通過設計刀頭中金剛石粒度、品級、濃度、排布方式等，即可以控制金剛石工具的切割速度和切割壽命。中國發(fā)明專利ZL 200910085453. 8提供一種“實現(xiàn)金剛石在刀頭中定向有序排布的方法”，其中，金剛石按照設計的規(guī)定位置有序地排列在金剛石胎體中。雖然該方法可以實現(xiàn)金剛石在刀頭中的定向有序排布，但是其應用的模具結(jié)構較為復雜，模具制造費用較高，且很難應用于40目以上的金剛石顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法及其布料器，以解決現(xiàn)有技術存在的模具結(jié)構復雜、成本高和難以應用更小顆粒金剛石的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器包括模板，所述模板下表面設有用于分別容置ー顆金剛石的多個沉頭孔，所述多個沉頭孔按照刀頭的切割機理分布；密封腔體，設于所述模板的上表面上，所述沉頭孔底部設有延伸至所述模板上表面并用于通風的通孔，所述密封腔體通過所述通孔與所述沉頭孔連通，所述密封腔體上設有用于抽真空和輸入氣流的接ロ。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器中，其中，所述沉頭孔的尺寸介于一顆金剛石的尺寸和兩顆金剛石的尺寸之間。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器中，其中，所述沉頭孔的尺寸比一顆金剛石的尺寸大1/3-1/2。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器中，其中，所述金剛石為60目以上的金剛石，所述模板下表面的尺寸與刀頭尺寸相同。為了解決上述問題，本發(fā)明提供的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法包括以下步驟第一步驟，在陰模中裝入合金粉，上壓頭壓制以形成壓坯；第二步驟，上述布料器的密封腔體抽真空，沉頭孔吸附金剛石；第三步驟，上壓頭移出；第四步驟，布料器的模板移入陰模，向布料器的密封腔體輸入氣流將金剛石從沉頭孔吹出，使金剛石粘附在壓制好的壓坯上；第五步驟，布料器從陰模移出，上壓頭復壓，實現(xiàn)金剛石定位排布于預定排列位置。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法中，其中，還包括以下步驟在上壓頭移出之后，布料器的模板移入陰模之前，在壓制完后的壓坯上刷上一層低熔點粘結(jié)劑。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法中，其中，還包括以下步驟增加具有不同沉頭孔排布方式的布料器進行金剛石的定位排布以實現(xiàn)ー個刀頭有多層不同的刀頭生還排布方式。在上述實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法中，其中，往復操作所述第一步驟 所述第五步驟以實現(xiàn)多層金剛石定位排布于預定排列位置。本發(fā)明的方法可以采用普通的冷壓金剛石刀頭的設備，實現(xiàn)刀頭中金剛石在三維空間的有序排布，刀頭制造成本及設備維護費用低。金剛石定位排列是通過増加布料器實現(xiàn)的，對60目以上金剛石均能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，金剛石的排布位置精度高，操作靈活，可操作性強，借此，本發(fā)明可以高效、低成本地在金剛石刀頭的三維空間上恰當?shù)嘏挪冀饎偸?br>

圖I為ー優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器的結(jié)構示意圖；圖2-圖4為ー優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法的實施過程示意圖。附圖標記1密封腔體，2模板；3上壓頭；4陰模模具；5下壓頭；6合金粉(壓坯)；7金剛石；10氣流；11接ロ，21沉頭孔；22通孔；B布料器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進ー步詳細說明。如圖I所示，本發(fā)明的布料器B包括密封腔體I和模板2。模板2的下表面的尺寸與刀頭尺寸相同，如圖3所示，并且，模板2的下表面設有用于分別容置ー顆金剛石7的多個沉頭孔21，多個沉頭孔21按照刀頭的切割機理分布，也即沉頭孔21在不同的模板2上的排布方式并不相同，以適應不同的刀頭。密封腔體I設于模板2的上表面的上方，沉頭孔 21底部設有延伸至模板2的上表面的用于通風的通孔22，由于通孔22僅用于通風，因此其孔徑小于沉頭孔21以防止鉆石7進入密封腔體I中。密封腔體I通過通孔22與21沉頭孔連通，為了便于抽真空和輸入氣流，密封腔體I上設有用于抽真空和輸入氣流的接ロ 11。為了更精確的排布金剛石7，沉頭孔21的尺寸(比如直徑和深度)介于ー顆金剛石的尺寸和兩顆金剛石的尺寸之間，借此，每ー沉頭孔21不但可以容置一顆金剛石7，而且具有一定的盈余，優(yōu)選的是，沉頭孔的尺寸比一顆金剛石的尺寸大1/3-1/2或者O. 15_。以目前的エ藝水平，完全可以控制沉頭孔21的尺寸，實現(xiàn)金剛石7為60目以上。如圖2-圖4所示，在常規(guī)冷壓設備(也可以是金剛石行業(yè)內(nèi)普遍應用的熱壓設備)的基礎上增加圖I所示布料器B即可，在利用本發(fā)明生產(chǎn)金剛石刀具時，首先，在陰模模具4中裝入合金粉6，上壓頭3與下壓頭5配合進行壓制，同時金剛石布料器B的密封腔體I被抽真空，布料器B模板2上的每ー個沉頭孔21吸附ー顆金剛石7 (如圖3所示的金剛石7被釋放之前的狀態(tài))。接著，上壓頭3移出陰模模具4，在壓制完后的壓坯6 (也即前述的合金粉6)上刷上一層低熔點粘結(jié)劑，以防止金剛石7移動。如圖3，布料器B移入陰模模具4，向密封腔體I輸入氣流10 (比如高壓氣流)經(jīng)過通孔22將金剛石7從沉頭孔21吹出，使金剛石7粘附于壓制好的合金粉壓坯6。如圖4，布料器B移出，上壓頭3復壓，將金剛石壓入合金粉壓坯6內(nèi)，形成ー層按照預定排列位置來配置的金剛石顆粒。如果往復操作以上步驟從而實現(xiàn)多層金剛石7完全控制在其預定排列位置。還可以通過改變模板2的沉頭孔21的排布方式，實現(xiàn)各種不同的金剛石7的排布方式，或者通過增加金剛石布料器B實現(xiàn)ー個刀頭有多層不同的刀頭生坯排布方式。
綜上所述，本發(fā)明通過提供“真空+氣流”的金剛石布料器，雖然其對真空度及氣流壓カ和氣流時間控制要求較高，但是可以高效地實現(xiàn)金剛石定位排列的全自動化流程，并具有連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)能力，通過改變模板的沉頭孔排布方式可以實現(xiàn)各種不同的金剛石排布方式，或者通過增加金剛石布料器還能實現(xiàn)ー個刀頭有多層不同的刀頭生坯排布方式?？梢?，本發(fā)明提供的布料器操作靈活，可操作性強，對60目以上的金剛石特別是制備60目以上的多層金剛石有序排布的刀頭生坯的冷壓エ藝均能能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，金剛石的排布位置精度高，能夠高效、低成本地在金剛石刀頭的三維空間上恰當?shù)嘏挪冀饎偸４送獗景l(fā)明采用普通的冷壓金剛石刀頭的設備，即可實現(xiàn)刀頭中金剛石在三維空間的有序排布，因此，刀頭制造成本及設備維護費用比較低。由技術常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權利要求
1.一種實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器，其特征在于，包括 模板，所述模板下表面設有用于分別容置ー顆金剛石的多個沉頭孔，所述多個沉頭孔按照刀頭的切割機理分布；和 密封腔體，設于所述模板的上表面上，所述沉頭孔底部設有延伸至所述模板上表面并用于通風的通孔，所述密封腔體通過所述通孔與所述沉頭孔連通，所述密封腔體上設有用于抽真空和輸入氣流的接ロ。
2.根據(jù)權利要求I所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器，其特征在于，所述沉頭孔的尺寸介于ー顆金剛石的尺寸和兩顆金剛石的尺寸之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器，其特征在于，所述沉頭孔的尺寸比一顆金剛石的尺寸大1/3-1/2。
4.根據(jù)權利要求I所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的布料器，其特征在于，所述金剛石為60目以上的金剛石，所述模板下表面的尺寸與刀頭尺寸相同。
5.一種實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步驟，在陰模中裝入合金粉，上壓頭壓制以形成壓坯； 第二步驟，權利要求1-4任一所述布料器的密封腔體抽真空，沉頭孔吸附金剛石； 第三步驟，上壓頭移出； 第四步驟，布料器的模板移入陰模，向布料器的密封腔體輸入氣流將金剛石從沉頭孔吹出，使金剛石粘附在壓制好的壓坯上；和 第五步驟，布料器從陰模移出，上壓頭復壓，實現(xiàn)金剛石定位排布于預定排列位置。
6.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法，其特征在于，還包括以下步驟 在上壓頭移出之后，布料器的模板移入陰模之前，在壓制完后的壓坯上刷上一層低熔點粘結(jié)劑。
7.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法，其特征在于，還包括以下步驟 増加具有不同沉頭孔排布方式的布料器進行金剛石的定位排布以實現(xiàn)ー個刀頭有多層不同的刀頭生還排布方式。
8.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法，其特征在干， 往復操作所述第一步驟 所述第五步驟以實現(xiàn)多層金剛石定位排布于預定排列位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)金剛石在刀頭中定位排布的方法及其布料器，該布料器包括模板，所述模板下表面的尺寸與刀頭尺寸相同，且所述模板下表面設有用于分別容置一顆金剛石的多個沉頭孔，所述多個沉頭孔按照刀頭的切割機理分布；密封腔體，設于所述模板的上表面的上方，所述沉頭孔底部設有延伸至所述模板上表面并用于通風的通孔，所述密封腔體通過所述通孔與所述沉頭孔連通，所述密封腔體上設有用于抽真空和輸入氣流的接口。本發(fā)明可以高效、低成本地在金剛石刀頭的三維空間上恰當?shù)嘏挪冀饎偸?br> 文檔編號B22F7/08GK102672188SQ201210182720
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權日2012年6月5日
發(fā)明者劉一波, 周挺, 羅曉麗, 舒惠星, 趙剛, 陳哲 申請人:北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司, 安泰科技股份有限公司