專利名稱:新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊的制作方法
新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊
摶術(shù)頷域
本發(fā)明涉及硬脆材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石工具，廣泛應(yīng)用于單(多
)晶硅等高硬度晶體、石材切割，以及玻璃、陶瓷、寶石、石墨加工行業(yè)。
背景技術(shù)：
目前已有的金剛石工具通?？煞譃閱螌与婂兒投鄬訜Y(jié)(包括熱固化)兩大類
,由于實際磨削作業(yè)的多樣性與復(fù)雜性，單層與多層工具各有所長，其中單層 電鍍金剛石工具由于電鍍工藝簡單，制作容易；無需修整修銳，使用方便，因 此在金剛石工具的生產(chǎn)應(yīng)用中都一直占據(jù)著很大的份額。但是由于電鍍金剛石 工具上電沉積的鍍層金屬與磨料和磨具基體的界面上均不存在牢固的化學(xué)冶金 結(jié)合。磨料只是被機械地包埋在鍍層與基體之間，因此金屬鍍層對金剛石磨粒 的把持力小，極容易因磨料脫落和鍍層成片剝離而導(dǎo)致砂輪的整體失效。另外 ，由于鍍層厚，磨料出露髙度低，容屑空間小，電鍍砂輪磨削吋很容易因切屑 的粘附堵塞而失效。同時，電鍍砂輪上磨料本身的有效利用率也極低。
國外在90年代初開始研究用扦焊代替電鍍開發(fā)新一代單層釬焊金剛石工具，借
助高溫釬焊使釬料在金剛石磨粒與金屬基體界面上發(fā)生溶解、擴散、化合之類 的相互作用從而提髙基體對金剛石磨粒的把持力，改善磨料、結(jié)合劑(釬料合 金)、基體三者之間的結(jié)合強度。金剛石釬焊技術(shù)，可實現(xiàn)金剛石、結(jié)合劑和 金屬基體界面化學(xué)冶金結(jié)合，具有較高的結(jié)合強度，很薄的結(jié)合劑厚度，極高 的裸露高度，實現(xiàn)金剛石的充分利用，提高了工具的壽命和加工效率，改變了 以往電鍍沉積及燒結(jié)金剛石把持力不高的特點。釬焊金剛石工具一般包括金屬 基體、金屬節(jié)塊和金剛石磨粒，金屬節(jié)塊固定在金屬基體的周沿，金剛石磨粒 釬焊在金屬節(jié)塊的兩端面上，這種釬焊金剛石工具，金剛石磨粒一般都是單層 釬焊，其工作層只有一層，使用壽命較短。 發(fā)明肉容
本發(fā)明的目的是提供一種可多層釬焊、使用壽命較長的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，包括結(jié)合劑、
金剛石磨粒與釬料的混合物，上述金剛石磨粒與釬料的混合物固結(jié)成至少一根 直條狀金剛石磨粒棒，此至少一根直條狀金剛石磨粒棒包覆于上述結(jié)合劑內(nèi)且 與上述結(jié)合劑固結(jié)在一起。
上述結(jié)合劑為塊狀結(jié)合劑，上述塊狀結(jié)合劑上設(shè)有復(fù)數(shù)個直條狀容置腔，上述
各直條狀金剛石磨粒棒分別對應(yīng)容置于上述各直條狀容置腔內(nèi)與上述結(jié)合劑固 結(jié)在一起。
上述各直條狀容置腔相互平行。
上述各直條狀容置腔在上述塊狀結(jié)合劑上呈點陣排列。
上述塊狀結(jié)合劑呈圓柱形或圓弧形或圓環(huán)形或長方形。
上述直條狀容置腔的橫截面呈圓形或長方形或梯形或不規(guī)則多邊形。
上述直條狀容置腔與上述直條狀金剛石磨粒棒之間襯設(shè)有金屬管，上述直條狀
金剛石磨粒棒、上述金屬管和上述結(jié)合劑固結(jié)在一起。 [12]
還包括金屬管，上述直條狀金剛石磨粒棒固結(jié)于上述金屬管內(nèi)，管內(nèi)固結(jié)有上
述直條狀金剛石磨粒棒的上述各金屬管包覆于上述結(jié)合劑內(nèi)且與上述結(jié)合劑固
結(jié)在一起。
上述至少一根直條狀金剛石磨粒棒隨機分布在上述結(jié)合劑內(nèi)。 [14] 上述各直條狀金剛石磨粒棒中的金剛石磨粒沿垂直于金剛石工具節(jié)塊工作面的 方向緊密排列。
釆用上述方案后，本發(fā)明的釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，采用了燒結(jié)與釬焊相 結(jié)合的方法，金剛石磨粒和釬料的混合物釬焊成直條狀金剛石磨粒棒，復(fù)數(shù)根 直條狀金剛石磨粒棒通過結(jié)合劑燒結(jié)固定在一起形成金剛石工具節(jié)塊。本發(fā)明 成功解決了多層釬焊金剛石節(jié)塊的問題，大大提髙了金剛石工具節(jié)塊的使用壽 命。本發(fā)明實質(zhì)上就是對燒結(jié)中的金剛石磨粒進行了有序的排列，同吋又具有 釬焊金剛石產(chǎn)品的全部優(yōu)勢，且生產(chǎn)過程易實現(xiàn)自動化，可應(yīng)于燒結(jié)金剛石的 全部產(chǎn)品，如圓盤鋸片、鉆頭、帶鋸、桶鋸、繩鋸、磨頭、砂輪等。

[16] 圖l為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的局部剖示放大圖。
圖8為本發(fā)明實施例七的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明實施例八的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明實施例九的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例一如圖l所示，包括四方形塊 狀結(jié)合劑1和復(fù)數(shù)根直條狀金剛石磨粒棒2，塊狀結(jié)合劑l通過機械的方式由金屬 粉壓制而成，塊狀結(jié)合劑l上沿與金剛石工具節(jié)塊工作面相垂直的方向幵設(shè)有復(fù) 數(shù)個相平行且呈點陣排列的直條狀通孔，此直條狀通孔的橫截面可為圓形或長 方形或梯形或不規(guī)則多邊形，將混合好的金剛石磨粒及釬料分別填充到各直條 狀通孔內(nèi)，將金剛石磨粒、釬料、塊狀結(jié)合劑l三者一起進行釬焊-燒結(jié)，金剛石 磨粒及釬料在直條狀通孔內(nèi)釬焊成直條狀金剛石磨粒棒2,直條狀金剛石磨粒棒 2填充于塊狀結(jié)合劑1的直條狀通孔內(nèi)并與直條狀通孔的內(nèi)側(cè)壁燒結(jié)固定在一起 ，且各直條狀金剛石磨粒棒2中的金剛石磨粒沿垂直于金剛石工具節(jié)塊工作面的 方向緊密排列。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例二如圖2所示，其與買施例一 的區(qū)別在于塊狀結(jié)合劑ll呈圓弧形。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例三如圖3所示，具體是一種砂 輪節(jié)塊，包括環(huán)形塊狀結(jié)合劑12和復(fù)數(shù)根直條狀金剛石磨粒棒2，塊狀結(jié)合劑12 通過機械的方式由金屬粉壓制而成，塊狀結(jié)合劑l上沿與砂輪節(jié)塊工作面(塊狀 結(jié)合劑12的外圓柱面)相垂直的方向幵設(shè)有復(fù)數(shù)個相平行且呈點陣排列的直條 狀通孔，此直條狀通孔的橫截面可為圓形或長方形或梯形或不規(guī)則多邊形，將混合好的金剛石磨粒及釬料分別填充到各直條狀通孔內(nèi)，將金剛石磨粒、釬料 、塊狀結(jié)合劑12三者一起進行釬焊-燒結(jié)，金剛石磨粒及釬料在直條狀通孔內(nèi)釬 焊成直條狀金剛石磨粒棒2，直條狀金剛石磨粒棒2填充于塊狀結(jié)合劑12的直條 狀通孔內(nèi)并與直條狀通孔的內(nèi)側(cè)壁燒結(jié)固定在一起，且各直條狀金剛石磨粒棒2 中的金剛石磨粒沿垂直于砂輪節(jié)塊工作面的方向緊密排列。 [29]
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例四如圖4所示，是一種鉆頭節(jié) 塊，包括環(huán)形塊狀結(jié)合劑13和復(fù)數(shù)根直條狀金剛石磨粒棒21，塊狀結(jié)合劑13通 過機械的方式由金屬粉壓制而成，塊狀結(jié)合劑13上沿與鉆頭節(jié)塊工作面(塊狀 結(jié)合劑13的外端面)相垂直的方向開設(shè)有復(fù)數(shù)個相平行且貫通塊狀結(jié)合劑13厚 度方向的直條狀通槽，將混合好的金剛石磨粒及釬料分別填充到各直條狀通槽 內(nèi)，將金剛石磨粒、釬料、塊狀結(jié)合劑13三者一起進行釬焊-燒結(jié)，金剛石磨粒 及釬料在直條狀通槽內(nèi)釬焊成直條狀金剛石磨粒棒21,直條狀金剛石磨粒棒21 填充于塊狀結(jié)合劑13的直條狀通槽內(nèi)并與直條狀通槽的內(nèi)側(cè)壁燒結(jié)固定在一起 ,且各直條狀金剛石磨粒棒21中的金剛石磨粒沿垂直于鉆頭節(jié)塊工作面的方向 緊密排列。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例五如圖5所示，也是一種鉆頭 節(jié)塊，其與實施例四的區(qū)別在于塊狀結(jié)合劑13上開設(shè)有水槽131。
本發(fā)明的上述各實施例中，通過合適的工藝，可先將金剛石磨粒及釬料釬焊成 直條狀金剛石磨粒棒，再將直條狀金剛石磨粒棒對應(yīng)裝入預(yù)制的塊狀結(jié)合劑的 直條狀通孔(槽)內(nèi)，最后經(jīng)燒結(jié)固定在一起形成金剛石工具節(jié)塊。
本發(fā)明的上述各實施例中，通過合適的工藝，也可先將金剛石磨粒及釬料裝入 金屬管內(nèi)，再將裝有金剛石磨粒及釬料的金屬管對應(yīng)裝入預(yù)制的塊狀結(jié)合劑的 直條狀通孔(槽)內(nèi)，最后經(jīng)釬焊-燒結(jié)固定在一起形成金剛石工具節(jié)塊。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例七如圖8所示，包括四方形塊 狀結(jié)合劑l、復(fù)數(shù)根直條狀金剛石磨粒棒2和復(fù)數(shù)根金屬管3，將混合好的金剛石 磨粒及釬料分別填充到各金屬管3中，將管內(nèi)填充有金剛石磨粒及釬料的金屬管 3管口方向一致地間隔排列成相互平行的復(fù)數(shù)列，各列中的金屬管3相互緊密排 布，所有管內(nèi)填充有金剛石磨粒及釬料的金屬管3通過金屬粉壓制并釬焊-燒結(jié)固 定在一起，金剛石磨粒及釬料在金屬管3內(nèi)釬焊成直條狀金剛石磨粒棒2，直條 狀金剛石磨粒棒2填充于金屬管3內(nèi)并與金屬管3的內(nèi)側(cè)壁釬焊固定在一起，且各 直條狀金剛石磨粒棒2中的金剛石磨粒沿金屬管3的長度方向緊密排列，金屬粉 被壓制燒結(jié)成四方形塊狀結(jié)合劑l且塊狀結(jié)合劑1內(nèi)相平行地排列有復(fù)數(shù)根管內(nèi) 釬焊有直條狀金剛石磨粒棒2的金屬管3 ，最終形成金剛石工具節(jié)塊。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例八如圖9所示，其與實施例七 的區(qū)別在于塊狀結(jié)合劑ll呈圓弧形。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，實施例九如圖10所示，是一種串珠 節(jié)塊，其與實施例七的區(qū)別在于塊狀結(jié)合劑14呈圓柱狀。
本發(fā)明的實施例六、七、八、九，可如上述各實施例所述的那樣，先將加有金 剛石磨粒和釬料的金屬管和調(diào)制好的金屬粉一同裝入石墨模具內(nèi)，經(jīng)壓制并燒 結(jié)釬焊成型， 一次性同時完成燒結(jié)和釬焊的工作。當(dāng)然，也可先將裝有金剛石 磨粒和釬料的金屬管先進行釬焊，再將管內(nèi)釬焊有金剛石磨粒和釬料的金屬管 裁制成所需長度的小段，最后將裁制好的各金屬管和調(diào)制好的金屬粉一同裝入 石墨模具內(nèi)，經(jīng)壓制燒結(jié)成節(jié)塊，各節(jié)塊之間通過石墨塊分隔開來。
本發(fā)明的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，燒結(jié)過程可以單獨燒結(jié)成金剛石工 具節(jié)塊，也可以和金屬基體同吋燒結(jié)成為一整體的金剛石工具。
權(quán)利要求
1、新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，包括結(jié)合劑、金剛石磨粒與釬料的混合物，其特征在于上述金剛石磨粒與釬料的混合物固結(jié)成至少一根直條狀金剛石磨粒棒，此至少一根直條狀金剛石磨粒棒包覆于上述結(jié)合劑內(nèi)且與上述結(jié)合劑固結(jié)在一起。
2、根據(jù)權(quán)利要求
l所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述結(jié)合劑為塊狀結(jié)合劑，上述塊狀結(jié)合劑上設(shè)有復(fù)數(shù)個直條狀容置腔，上 述各直條狀金剛石磨粒棒分別對應(yīng)容置于上述各直條狀容置腔內(nèi)與上述結(jié) 合劑固結(jié)在一起。
3、根據(jù)權(quán)利要求
2所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述各直條狀容置腔相互平行。
4、根據(jù)權(quán)利要求
3所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述各直條狀容置腔在上述塊狀結(jié)合劑上呈點陣排列。
5、根據(jù)權(quán)利要求
2所述的新型扦焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述塊狀結(jié)合劑呈圓柱形或圓弧形或圓環(huán)形或長方形。
6、根據(jù)權(quán)利要求
2所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述直條狀容置腔的橫截面呈圓形或長方形或梯形或不規(guī)則多邊形。
7、根據(jù)權(quán)利要求
2所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述直條狀容置腔與上述直條狀金剛石磨粒棒之間襯設(shè)有金屬管，上述直條 狀金剛石磨粒棒、上述金屬管和上述結(jié)合劑固結(jié)在一起。
8、根據(jù)權(quán)利要求
l所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于還包括金屬管，上述直條狀金剛石磨粒棒固結(jié)于上述金屬管內(nèi)，管內(nèi)固結(jié)有 上述直條狀金剛石磨粒棒的上述各金屬管包覆于上述結(jié)合劑內(nèi)且與上述結(jié) 合劑固結(jié)在一起。
9、根據(jù)權(quán)利要求
l所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述至少一根直條狀金剛石磨粒棒隨機分布在上述結(jié)合劑內(nèi)。
10、根據(jù)權(quán)利要求
l-9任一項所述的新型釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其特征在于上述各直條狀金剛石磨粒棒中的金剛石磨粒沿垂直于金剛石工具節(jié)塊工作面的方向緊密排列.
專利摘要
一種釬焊-燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，包括結(jié)合劑(1，11，12，13，14)、金剛石磨粒與釬料的混合物，上述金剛石磨粒與釬料的混合物固結(jié)成至少一根直條狀金剛石磨粒棒(2，21)，此至少一根直條狀金剛石磨粒棒(2，21)包覆于上述結(jié)合劑(1，11，12，13，14)內(nèi)且與上述結(jié)合劑(1，11，12，13，14)固結(jié)在一起。上述燒結(jié)與釬焊相結(jié)合的方法，成功解決了多層釬焊金剛石節(jié)塊的問題，大大提高了金剛石工具節(jié)塊的使用壽命。由于對燒結(jié)中的金剛石磨粒進行了有序的排列，同時又具有釬焊金剛石產(chǎn)品的全部優(yōu)勢，且生產(chǎn)過程易實現(xiàn)自動化，可應(yīng)于燒結(jié)金剛石的全部產(chǎn)品。
文檔編號B24D3/10GKCN201361825SQ200890000008
公開日2009年12月16日 申請日期2008年3月27日
發(fā)明者張小軍 申請人:張小軍導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan