CN100563890C - 金刚石工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分段式金刚石工具，通过将金刚石颗粒适当地布置在金刚石工具的切割段中，该金刚石工具能够提高切割速度，并且能够减小切割期间所产生的细碎屑的量。在本发明中，金刚石颗粒的层被布置成使得在切割工件中，由金刚石颗粒的后缘层而在工件上形成的切割凹槽被分别布置在由金刚石颗粒的前缘层而在工件上形成的切割凹槽之间。所述切割段具有高浓度区和低浓度区。高浓度区表现出比平均浓度高的浓度，低浓度区表现出比平均浓度低的浓度。而且，至少一个低浓度区形成在切割段的前缘部分和/或后缘部分上。本发明的金刚石工具确保了出众的切割速度，并且减小了切割期间所产生的细碎屑的量。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚石工具，该金刚石工具用于切割或钻削脆性工件，诸如石头、砖块、混凝土和沥青。更具体的，本发明涉及一种金刚石工具，它能够增加切割速度，并且减小细碎屑的量。
本发明涉及一种公开于韩国专利申请No.2001-60680和No.2003-55532中的金刚石工具。
背景技术
人造金刚石(下面称之为“金刚石”)发明于1950年代。金刚石已知是地球上硬度最高的物质，由于这种性质，金刚石因此已经被用于切割和磨削工具。
尤其是，金刚石已被广泛用于石头加工领域，其中诸如花岗岩和大理石的石头被切割和磨削，并且被用于建筑领域，其中混凝土结构被切割和磨削。
一般地，金刚石工具包括若干段和金属芯，这些段具有分散于其中的金刚石颗粒，并且这些段被固定到金属芯。
图1显示了分段式金刚石工具的一个例子。
如图1所示，分段式金刚石工具1包括多个段11和12，它们固定于盘形的金属芯2上，每个段11和12具有随机分散于其中的金刚石颗粒5。
在用金刚石工具切割工件中，分散于切割段中的每个金刚石颗粒都执行切割。
然而，本发明人的研究和实验已经证实，在金刚石颗粒随机分散于切割段的情况下，金刚石颗粒表现出较低的切割速度。
这是因为，仅具有随机分散于其中的金刚石颗粒的切割段的金刚石工具受到低效率，如下所述。首先，由前缘段的金刚石颗粒形成的凹槽可以彼此比金刚石颗粒的尺寸更宽地间隔开，这样，即便在后缘段的金刚石颗粒经过凹槽之间的连接区之后，也不能够完全从工件上移去这些连接区。其次，后缘段的金刚石颗粒可经过由前缘段的金刚石颗粒之前形成的凹槽，从而使得后缘段的金刚石颗粒并不执行任何动作。
具有随机分散的金刚石颗粒的切割段借助于粉末冶金制成，其中将金刚石颗粒与金属粉末混合，模制，然后烧结。
如果借助于粉末冶金制造切割段，则由于在将细金刚石颗粒与金属粉末混合、模制和烧结在一起中的颗粒尺寸和比重的不同，金刚石颗粒并不会均匀地分散。于是，如图1所示，这不利地造成了切割表面3具有太多的金刚石颗粒，或者切割表面4具有太少的金刚石颗粒，导致金刚石颗粒分离。
上述的分离的金刚石颗粒不利地造成了切割工具的切割速度以及切割工具使用寿命的下降。
为了克服现有技术的这些问题，本发明人已经进行了研究和实验，并在这些研究和实验的结果基础上，发明了一种金刚石工具，通过将金刚石颗粒适当地布置在金刚石工具的切割段中，该金刚石工具能够提高切割速度，并且减小在切割期间所产生的细碎屑的量。这个发明的金刚石工具公开于韩国专利申请No.2001-60680和No.2003-55532中。
发明内容
技术问题
本发明涉及韩国专利申请No.2001-60680和No.2003-55532。本发明用来解决现有技术的上述问题，且因此本发明的目的是提供一种金刚石工具，通过适当地将金刚石颗粒布置在金刚石工具的切割段中，这种金刚石工具能够提高切割速度，并且减小切割期间所产生的细碎屑的量。
技术方案
本发明将在下面解释。
根据用来实现目标的本发明的一个方面，提供了一种金刚石工具，其包括多个切割段，其中每个切割段都具有设置于其中的单个板形层的或多个板形层的金刚石颗粒，其中，金刚石颗粒的层布置在切割段中，使得在切割工件中，由金刚石颗粒的后缘层而在工件上形成的切割凹槽被分别布置在由金刚石颗粒的前缘层而在工件上形成的切割凹槽之间，其中，切割段每个都被分成至少两个部分，使得n层金刚石颗粒布置在沿切割方向的前缘部分，n’层金刚石颗粒布置在沿切割方向的后缘部分，其中n’≤n，且其中，通过沿切割方向在切割段的横向侧形成凹陷部分，前缘部分中的金刚石颗粒层被分别沿切割方向布置在后缘部分中的金刚石颗粒层之间，其中，切割段具有高浓度区和低浓度区，高浓度区表现出比金刚石颗粒的平均浓度高的浓度，低浓度区表现出比平均浓度低的浓度，且至少一个低浓度区形成在切割段的前缘部分和/或后缘部分上。
有利效果
如上所述，根据本发明，凹陷部分形成在切割段上，使得前缘段的金刚石颗粒层定位在后缘段的金刚石颗粒层之间。然后，后缘段的金刚石颗粒层在切割期间通过前缘段的金刚石颗粒层而形成在工件上的凹槽附近之处被开槽。有利的是，这提高了金刚石工具的“刮铲”(shoveling)作用和切割速度。
而且，高浓度区域和低浓度区域分别形成在前缘段和后缘段上，从而允许每个金刚石颗粒承受相等的负荷。
而且，根据本发明，金刚石颗粒在切割段的切割表面上均匀地突出。这使得刮铲作用最大化，由此提高了切割速度，并且使得细碎屑的量最小化。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他的目的、特征和其他的优点，在附图中，
图1显示了现有金刚石工具的例子，其具有随机分散在切割段的切割表面上的金刚石颗粒；
图2显示了切割工具的示例性切割段；
图3显示了金刚石工具的示例性凹陷切割段；
图4显示了金刚石工具的另一示例性凹陷切割段；
图5显示了金刚石工具的又一示例性凹陷切割段；
图6显示了金刚石工具的又一示例性凹陷切割段；
图7显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的示例性凹陷切割段；
图8显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的另一示例性凹陷切割段；
图9显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图10显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图11显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图12显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图13显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图14显示了根据本发明的具有分散于其中的金刚石颗粒的又一示例性凹陷切割段；
图15为示意图，显示了布置在表面上的金刚石颗粒的例子，该表面是垂直于金刚石工具的切割段的切割表面切割的；其中，
图15(a)显示了布置成正方形单元结构的金刚石颗粒的例子；
图15(b)显示了布置成等边三角形单元结构的金刚石颗粒的例子；和
图15(c)显示了布置成等腰三角形单元结构的金刚石颗粒的例子；
图16为示意图，显示了如图15(a)所示布置成正方形单元结构的金刚石颗粒的例子；
图17显示了布置在平面上的金刚石颗粒的示例性结构，该平面是垂直于金刚石工具的切割段的切割表面切割的；
图18为示意图，显示了布置成正方形单元结构并且成预定倾斜角度的金刚石颗粒的示例性阵列；
图19显示了切割段的示例性切割表面，其中在切割期间，布置在金刚石工具的切割段的切割表面上的金刚石颗粒暴露于该切割表面；
图20为示意图，显示了布置成正方形单元结构且成5°和25°倾斜角度的金刚石颗粒；
图21为示意图，显示了布置成正方形单元结构且成预定倾斜角度的金刚石颗粒的示例性阵列；
图22为示意图，显示了布置成等腰三角形单元结构且成预定倾斜角度的金刚石颗粒的示例性阵列；
图23为示意图，显示了在金刚石颗粒布置成直线的情况下，由于较小的倾斜角度，金刚石颗粒被稠密地布置在切割段的后端部分；
图24为示意图，显示了具有连接到钢制芯上的切割段的金刚石工具的一部分；
图25为示意图，显示了切割段，其中定义了所布置的金刚石颗粒的角度a和b；和
图26显示了根据本发明布置在一平面上的金刚石颗粒的示例性阵列，其中该平面是垂直于金刚石工具的切割段的切割表面切割的。
具体实施方式
本发明将在下面详细描述。
本发明涉及一种金刚石工具，在切割期间，通过将金刚石颗粒适当布置在接触工件的切割表面上，这种金刚石工具确保了最有效利用每个金刚石颗粒。
本发明优选用于包括多个切割段的金刚石工具，其中每个切割段具有布置于其中的单个板形的、或多个板形的金刚石颗粒层，其中，金刚石颗粒的层布置在切割段中，使得在切割工件中，由金刚石颗粒的后缘层而在工件上形成的切割凹槽被分别布置在由金刚石颗粒的前缘层而在工件上形成的切割凹槽之间，且其中，切割段每个都被分成至少两个部分，使得n层金刚石颗粒布置在沿切割方向的前缘部分，且n’层金刚石颗粒布置在沿切割方向的后缘部分，其中n’≤n，且其中，通过沿切割方向在切割段的横向侧形成凹陷部分，前缘部分中的金刚石颗粒层被分别沿切割方向布置在后缘部分中的金刚石颗粒层之间，其中，切割段具有高浓度区和低浓度区，高浓度区表现出比金刚石颗粒平均浓度高的浓度，低浓度区表现出比平均浓度低的浓度，且至少一个低浓度区形成在切割段的前缘部分和/或后缘部分上。
优选地，凹陷部分形成在切割段一个或两个横向侧上。
优选地，在切割段的每个横向侧上形成至少一个凹陷部分。
低浓度区可以沿着垂直于切割方向的方向平行，或者低浓度区可以沿着垂直于切割方向的方向倾斜。
高浓度区可以形成得横过切割段的前缘部分和后缘部分。
而且，定位在切割段的至少一个横向侧的金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
本发明将参照附图进行更详细描述。
图2显示了切割段141，它沿切割方向被分成两个部分，在前缘部分布置了三层金刚石颗粒，而在沿切割方向的后缘部分布置了两层金刚石颗粒。
如图2所示，后缘部分的金刚石颗粒层141d和141e布置在前缘部分的金刚石颗粒层141a，141b和141c之间。
图3显示了切割段21，其中有凹陷部分交替形成在前缘部分211和后缘部分212的横向侧处。
如图3所示，三个金刚石颗粒层211a，211b和211c布置在前缘部分211中，三个金刚石颗粒层212a，212b和212c布置在后缘部分212。而且，前缘部分211中的三个金刚石颗粒层211a，211b和211c布置在后缘部分212的三个金刚石颗粒层212a，212b和212c之间。
此外，参照图4，有多个凹陷部分沿着切割方向交替形成在切割段22的横向侧。凹陷部分重复地形成，使得至少有两个部分，在这两个部分中，金刚石颗粒层被布置在后缘部分中的凹陷部分之间。
如图4所示，切割段22的前缘部分221和后缘部分222分别包括前缘子部分2211和2221和后缘子部分2212和2222。三个金刚石颗粒层221a，221b和221c布置在前缘部分221的前缘子部分2211中，而三个金刚石颗粒层221d，221e和221f布置在前缘部分221的后缘子部分2212中。同样，三个金刚石颗粒层221g，221h和221i布置在后缘部分222的前缘子部分2221中，而三个金刚颗粒层221j，221k和221l布置在后缘部分222的后缘子部分2222中。这里，三个金刚石颗粒层221a，221b和221c分别布置在三个金刚石颗粒层221d，221e和221f之间，而三个金刚石颗粒层221g，221h和221i分别布置在三个金刚石颗粒层221j，221k和221l之间。
图5和6显示了具有金刚石颗粒的示例性切割段，其中一些金刚石颗粒布置成与横向侧相接触。
凹陷部分的深度、长度和数量可以根据金刚石颗粒的浓度和尺寸适当地变化。
在切割段中，如果前缘部分和后缘部分较长，或者金刚石颗粒层高度地聚集，则其中的金刚石颗粒可能不会正确地起到作用。
也就是说，在图3的金刚石颗粒层212a，212b和212c中，沿切割方向的前缘段的金刚石颗粒2121到2123比后缘段的金刚石颗粒2124到2126承受更大的负荷。这造成了前缘段的金刚石颗粒2121到2123严重裂开，或者掉落，而后缘段的金刚石颗粒2124到2126则承受相对较小的负荷，可能受到磨光。
本发明的示例性切割段显示在图7到14中。
如图7所示，根据本发明，为了克服上述问题，切割段80具有高浓度区801a和802a和低浓度区801b和802b。高浓度区表现出比金刚石颗粒的平均浓度高的浓度，而低浓度区表现出比该平均浓度低的浓度。而且，至少一个低浓度区801b和/或802b形成在前缘部分801和/或后缘部分802中。
凹陷部分801d，80rd形成在切割段80的每个横向侧处。
低浓度区801b和802b沿着垂直于切割方向的方向平行。
图8显示了切割段，其中高浓度区和低浓度区如图7形成，且两个凹陷部分形成在每个横向侧处。
参照图9，切割段81具有高浓度区813c和低浓度区811b和812b。但是，高浓度区813c形成得横过切割段的前缘部分811和后缘部分812。而且，凹陷部分811d，81rd形成在每个横向侧上。
低浓度区811b和812b沿着垂直于切割方向的方向平行。
图10显示了切割段，其中高浓度区和低浓度区如图9形成，且图中还有两个凹陷部分形成在每个横向侧处。
参照图11，切割段84具有高浓度区843c和低浓度区841b和842b。高浓度区843c形成得横过切割段的前缘部分841和后缘部分842。而且，凹陷部分841d，84rd形成在每个横向侧上。低浓度区沿垂直于切割方向的方向倾斜。
图12显示了具有如图11的高浓度区和低浓度区的切割段，其中两个凹陷部分形成在每个横向侧上。
参照图13，切割段82在前缘部分821和后缘部分822中具有高浓度区821a和822a和低浓度区821b和822b。定位在切割段的至少一个横向侧上的金刚石颗粒8211a的层8211具有彼此均匀间隔的金刚石颗粒。另外，凹陷部分形成在切割段82的每个横向侧上。
参照图14，在切割段83中，定位在切割段的至少一个横向侧上的金刚石颗粒8311a的层8311具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。而且，凹陷部分形成在每个横向侧上，如图13一样。不过，切割段83在前缘段831中和后缘段832中具有低浓度区域831b和832b。高浓度区域833c形成得横过前缘段和后缘段831，832。
图7到14所示的切割段在低浓度区可以没有金刚石颗粒。
在根据本发明的具有如上述布置的金刚石颗粒的金刚石工具中，为了最大化刮铲作用，优选的是，金刚石颗粒布置成与连接一横截面的上顶点的线或连接该横截面的下顶点的线成预定倾斜角度(下面称为“倾斜角度”)，该横截面是沿着切割方向平行并且垂直于切割表面的切割的，使得在切割工件中，金刚石颗粒在切割段的切割表面上突出并且均匀地彼此间隔开。下面将对此进行更详细描述。
本发明的金刚石工具可以借助粉末冶金制造，其中将金刚石颗粒与金属粉末混合、模制并且然后烧结。
在模制金属粉末以通过粉末冶金制造切割段中，金刚石颗粒在切割段内布置成板形结构。图15显示了所布置的金刚石颗粒的例子。
如图15所示，金刚石颗粒可以布置成正方形单元结构(图15(a))，等边三角形单元结构(图15(b))，和等腰三角形单元结构(图15(c))。
不过，金刚石颗粒布置的单元结构并不限于这些。
如果金刚石颗粒布置成正方形单元结构，如图15(a)一样，则切割段中的金刚石颗粒布置如16所示。
也就是说，如图16所示的金刚石颗粒布置为沿着图17的线A-A剖开切割段的截面。
这里所用的术语，也就是“沿着切割方向垂直于切割表面的截面”指的是沿着如图17中线A-A的切割段的截面。
图17中的附图标记91标示了切割表面。
参照图16，根据对进行切割的切割段90的切割表面91上的金刚石颗粒的观察，中心部分处的金刚石颗粒911b在早期阶段参加切割，但是随着这些金刚石颗粒911b掉落，前缘部分和后缘部分中的金刚石颗粒911a和911c接着开始进行切割。
在切割期间，这个过程持续重复。从而，这防止了金刚石颗粒从切割段的切割表面均匀突出，造成它们在某些区域较稠密。因此，不能达到100％的刮铲作用。
从而，有效的是，以预定倾斜角度布置金刚石颗粒。
图18显示了布置成正方形单元结构且成预定倾斜角度的金刚石颗粒。
如从图18可以看到的，图18(b)-(f)的金刚石颗粒布置表现出比图18(a)更合适的、切割表面上的金刚石颗粒之间的距离S。
一般地，在金刚石锯条的情况时，如图19一样，则在切割期间，金刚石颗粒以各种形式布置在切割表面上，诸如上浮(emerge)晶体23，整体晶体24，破碎晶体25和拔出孔26。
根据有关金刚石工具的文献，当整体晶体、破碎晶体和拔出孔之间的比例为4∶4∶2时，最有效地执行切割。
因此，如果切割段的金刚石颗粒优选地布置成预定倾斜角度，更优选在5°或更大的角度，则整体晶体、破碎晶体和拔出孔可以充分关联。这提高了切割的效率。
如果取正方形作为单元结构，如图18所示，则金刚石颗粒相对于45°倾斜角度对称布置。
也就是说，图20(a)与图20(b)对称，而图20(c)和图20(d)对称。
如果取等边三角形和等腰三角形作为单元结构，如图21所示，则金刚石颗粒分别相对于30°和90°倾斜角度对称布置。
图21和22显示了金刚石颗粒布置成等边三角形和等腰三角形情况下的金刚石颗粒的布置和对称构造。
如果金刚石颗粒具有较窄的颗粒间距离和几乎相同的高度，如图16所示，则切割可使切割表面中的区域部分地暴露出来，该区域中，金刚石颗粒具有较窄颗粒间距离。然后，不能实现100％的刮铲作用，且因此不能期望优异的切割速度。
由于切割段实际切割表面的确定半径，故如果金刚石颗粒布置在直线上，则金刚石颗粒可以以小倾斜角度稠密地布置在切割段的切割表面的远端部分中，如图19中以E标示的那样。
图24显示了金刚石工具的一部分，其中切割段连接到钢制芯上。
在图24中，直线463从切割段460的切割表面462的中心画到切割段460的前边缘和后边缘，直线464从切割表面462的中心画到钢制芯461的中心。直线463限定了与直线464的角度α，其中假定直线463位于切割表面462中。
由于实际参加切割的金刚石颗粒位于切割表面462上，故角度α优选地不等于如图25中所定义的角度a或b。
也就是说，当布置金刚石颗粒时，倾斜角度优选地设置在一个范围内，使得α不等于a或b，因为角度α可以根据钢制芯461的外径尺寸和切割段460的长度而变化。
如果角度α等于角度a或b，如图23所示，则在切割表面中，颗粒间距离变窄，且因此金刚石颗粒仅在有限区域E中突出。结果，不能获得100％的刮铲作用。
这样，根据本发明，为了提高刮铲作用，金刚石颗粒布置成与连接一横截面的上顶点的线或连接该横截面的下顶点的线成预定倾斜角度，其中该横截面是沿着切割方向垂直于切割表面切割的。也就是说，金刚石颗粒布置成使得图24中限定的角度α不等于如图25中定义的角度a或b。
上述金刚石颗粒布置允许在切割中，金刚石颗粒在切割表面上以均匀间距暴露出来，从而进一步提高了刮铲作用，并且最终更加增加了切割效率。
上述技术原理可以适用于本发明。
图26显示了在如图17中本发明的切割段切割情况下，布置在切割段上的金刚石颗粒的例子。
参照图26，优选地，为了在切割表面的前缘部分和后缘部分上形成高浓度区和低浓度区，金刚石颗粒布置成预定倾斜角度，如图18所示，以这样的方式，即：使得金刚石颗粒设置在高浓度区，但是不设置在低浓度区。
此时，通过将与图18中一样数量的金刚石颗粒布置在切割段中，使高浓度区的金刚石颗粒彼此之间更窄地间隔开。
这样，根据本发明，如图26所示，金刚石颗粒被布置成与连接一横截面的上顶点的线或连接该横截面的下顶点的线成预定倾斜角度，其中该横截面是沿着切割方向垂直于切割表面切割的，使得在切割工件中，金刚石颗粒优选地在切割段的切割表面上突出并且均匀地彼此间隔开。
图26显示了布置成方形单元结构的金刚石颗粒的示例阵列。但是，本发明并不限于此，且金刚石颗粒可以布置成正方形的或者等腰三角形的单元结构。
而且，本发明可以用于包括多个切割段的钻头。
另外，本发明可以用于包括具有随机分散于其中的金刚石颗粒的一些段的金刚石工具。
在此情况下，切割效率优于现有技术金刚石工具的切割效率，但是稍稍差于不具有随机分散于其中的金刚石颗粒的段的金刚石工具的切割效率。
此外，根据本发明，为了防止切割段的过早磨损，在切割段中适当散布有抗磨填充物。
根据本发明，为了进一步延长切割工具的使用寿命，将填充物(具有高硬度的磨料)添加入金属粘合剂，以增加金属粘合剂的抗磨性。
用于填充物的可用材料可以包括抗磨颗粒，诸如SiC，WC，BN，Al2O3，和金刚石，以及它们的组合物。
如果选择金刚石作为填充物，则作为填充物添加的金刚石颗粒应当具有比添加用于切割的金刚石颗粒的浓度低的浓度，因为填充物的添加只是为了防止切割段磨损。
优选地，添加的填充物金刚石颗粒的浓度大约为切割金刚石颗粒的浓度的10％到60％。
优选地，填充物被散布在切割段的横向侧上。
现在将在下面描述制造本发明的金刚石工具的例子。
将喷射型粘合剂涂敷到切成切割段形状的金属网上。然后，在金属网上放上由激光均匀穿孔的金属夹具，然后将细金刚石颗粒散布在其上面。此时，将一个金刚石颗粒放在金属夹具的一个孔中。在分离开金属夹具后，得到了具有均匀布置的金刚石颗粒的金属网。金属网借助金属粘合剂冷成形，然后将金属网烧结，从而制成切割段。
此时，在通过将切割段分成至少两个区而制成切割段的情况下，在成形或烧结期间，更优选地在烧结期间，可以使用具有凸起或凸台的上模和下模，且上模和下模广泛用于金刚石工具业中。制造本发明金刚石工具的前述方法只是一个优选例子，且本发明并不限于此。
下面将说明通过金刚石工具切割工件的切割机理。
如图7所示，凹陷部分形成在切割段80的横向侧处，使得前缘部分801的金刚石颗粒层布置在后缘部分802的金刚石颗粒层之间。然后，在切割期间，通过前缘部分的金刚石颗粒层而形成在工件上的凹槽的邻近区域中，将前缘部分的金刚石颗粒层开槽。这提高了金刚石工具的刮铲作用和切割速度。而且，工件能够被切割成较大的碎屑，从而使切割期间所产生的细碎屑的量最小化。
另外，在切割段的前缘部分和后缘部分上分别形成了高浓度区和低浓度区。这允许每个金刚石颗粒在切割期间承受相同的负荷。而且，金刚石颗粒布置成使得图24中限定的角度α不同于图25中定义的角度a或b。因此，这使得在切割工件中，金刚石颗粒能够以均匀间隔暴露于切割表面上，由此进一步提高了刮铲作用，并且最终提高了切割速度。
将通过以下例子更详细描述本发明。
例子1
在下面表1中说明的条件下，分别制造出用于对照例、本发明例子和现有例子的锯条。在对照例的锯条中，切割段具有均匀布置在其中的三层金刚石颗粒，如图5，其中设置了同样类型和尺寸的金刚石填充物。而且，有凹陷部分交替形成在切割段的横向侧上。在本发明例子的锯条中，如图7中，根据本发明，切割段具有高浓度区和低浓度区(没有金刚石颗粒)。在现有例子的锯条中，金刚石颗粒不是均匀布置的，而是随机分散于其中。然后，进行对锯条的切割试验，以检查切割速度和使用寿命，结果显示在表1中。
在对照例和本发明例子中，金刚石颗粒层沿着垂直于切割表面的方向、成25°的倾斜角度均匀地布置。
此时，金刚石颗粒层布置成0.4毫米的厚度，即平均金刚石颗粒的尺寸，并且彼此间隔开0.3毫米的距离。
使用Co-Fe-Ni基合金作为金属粘结剂，所用的金刚石颗粒为可从美国的GE公司得到的MBS955。用热压方法，在860℃温度下和5分钟的时间段中进行烧结。
用激光焊接将如上述制造的切割段连接到14英寸的芯上，并且以35mm的深度切割混凝土制的工件。
所用的机器为可从EDCO公司得到的发动机驱动切割机器。
为了防止磨损，与均匀布置在中心部分的金刚石颗粒相同的金刚石颗粒布置在切割段的横向部分。用作填充物的金刚石颗粒的浓度为布置在中心部分的金刚石颗粒浓度的30％
表1
| 试样编号 | 浓度(克拉/立方厘米) | 切割指数(平方厘米/分钟) | 切割(％) | 使用寿命指数(平方米/毫米) | 使用寿命(％) |
| 对照 | 0.8 | 754.42 | 125 | 5.70 | 117 |
| 本发明 | 0.8 | 793.22 | 132 | 5.88 | 121 |
| 现有 | 0.8 | 601.40 | 100 | 4.86 | 100 |
如表1所示，相对于对照例和现有例子，本发明例子表现出优秀的切割速度和使用寿命。
Claims (20)
1.一种金刚石工具，包括多个切割段，其中每个切割段都具有设置于其中的单个板形层的、或多个板形层的金刚石颗粒，
其中，金刚石颗粒的这些层被布置在切割段中，使得在切割工件中，由金刚石颗粒的后缘层而形成在工件上的切割凹槽被分别布置在由金刚石颗粒的前缘层而形成在工件上的切割凹槽之间，
其中，切割段每个都被分成至少两个部分，使得n层金刚石颗粒沿切割方向布置在前缘部分中，且n’层金刚石颗粒沿切割方向布置在后缘部分中，其中n’≤n，且
其中，通过沿切割方向在切割段的横向侧形成凹陷部分，前缘部分中的金刚石颗粒层被分别沿切割方向布置在后缘部分中的金刚石颗粒层之间，
其中，切割段具有高浓度区和低浓度区，高浓度区表现出比金刚石颗粒的平均浓度高的浓度，低浓度区没有金刚石颗粒，且至少一个低浓度区形成在切割段的前缘部分和后缘部分上。
2.根据权利要求1所述的金刚石工具，其中所述凹陷部分形成在所述切割段一个或两个横向侧上。
3.根据权利要求2所述的金刚石工具，其中在所述切割段的每个横向侧上形成至少一个所述凹陷部分。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，其中所述低浓度区沿着垂直于所述切割方向的方向平行。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，其中所述低浓度区沿着垂直于所述切割方向的方向倾斜。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，所述高浓度区形成得横过所述切割段的所述前缘部分和后缘部分。
7.根据权利要求4所述的金刚石工具，其中所述高浓度区形成得横过所述切割段的所述前缘部分和后缘部分。
8.根据权利要求5所述的金刚石工具，其中所述高浓度区形成得横过所述切割段的所述前缘部分和后缘部分。
9.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，定位在所述切割段的至少一个横向侧上的所述金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
10.根据权利要求4所述的金刚石工具，其中定位在所述切割段的至少一个横向侧上的所述金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
11.根据权利要求5所述的金刚石工具，其中定位在所述切割段的至少一个横向侧上的所述金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
12.根据权利要求6所述的金刚石工具，其中定位在所述切割段的至少一个横向侧上的所述金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
13.根据权利要求7或8所述的金刚石工具，其中定位在所述切割段的至少一个横向侧上的所述金刚石颗粒层具有彼此均匀间隔开的金刚石颗粒。
14.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，其中所述金刚石颗粒布置成相对于连接一横截面的上顶点的线或连接该横截面的下顶点的线成预定倾斜角度，该横截面是沿着切割方向平行并且垂直于切割表面切割的，使得在切割工件中，所述金刚石颗粒在切割段的切割表面上突出并且均匀地彼此间隔开。
15.根据权利要求14所述的金刚石工具，其中所述倾斜角度在15°到45°之间的范围内。
16.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，其中金刚石颗粒的所述前缘层彼此间隔开一定的距离，该距离小于或等于金刚石颗粒的每个后缘层的厚度。
17.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，还包括与每个切割段都具有布置于其中的单个板形层的或者多个板形层的金刚石颗粒的切割段一起的、具有随机分散于其中的金刚石颗粒的至少一个切割段。
18.根据权利要求1到3中任一项所述的金刚石工具，其中所述切割段的每一个都具有分散于其中的装填物。
19.根据权利要求18所述的金刚石工具，其中所述装填物包括由SiC，WC，BN，Al2O3和金刚石组成的组中选取出来的至少一种。
20.根据权利要求19所述的金刚石工具，其中所述装填物为金刚石颗粒，其浓度为用于切割的所述金刚石颗粒的浓度的10％到60％。
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