CN101717615B - 一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法，属于超硬材料技术领域。聚晶金刚石与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石复合成一体；形状为柱状体。复合体的形状为柱状体，例如圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端可为锥状体。大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石位于锥状体的一端。大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与聚晶金刚石的界面由钛、硅、硼等作为结合剂，以陶瓷相粘接在一起。聚晶金刚石与用于修整砂轮的单晶金刚石或CVD金刚石之间结合致密牢固，金刚石不会脱落，聚晶金刚石作为支撑及与笔杆的连接，深埋入合金中，也不会与金属杆之间脱落，单晶金刚石或CVD金刚石的利用率提高到接近100％。采用这种复合结构的金刚石磨粒，可以大幅降低金刚石修整工具的使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法，属于超硬材料技术领域。
背景技术
天然钻石修整工具的常见做法是在金属杆的一端打孔，在孔里放入专用的金属粉末，天然钻石则放在金属粉末里，对金属粉末加热至700-1000℃并略施压力，使粉末变成合金状态，天然钻石则烧结固定在合金里。对天然钻石进行磨尖，使其顶端呈圆锥状或棱锥状，即成为成品的砂轮修整工具。这种修整工具的特点是：
1、金刚石颗粒被包裹在合金中，但与合金并无很强的结合力，所以金刚石颗粒必须足够大，一般在1.5mm-10mm，否则包裹力不够，修整笔会无法使用。
2、金刚石颗粒在磨损至超过颗粒最大腰径后容易脱落，而且颗粒度越小，在使用时金刚石颗粒越容易脱落，从而使金刚石的体积利用率只有50％左右，造成巨大的浪费。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种修整工具用的复合型金刚石磨粒及制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于修整工具的金刚石磨粒，聚晶金刚石与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石复合成一体；形状为柱状体。
一种优选结构为：一种用于修整工具的金刚石磨粒，其结构是聚晶金刚石与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石的复合体。复合体的常用形状为柱状体，例如圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端可为锥状体。
一种优选结构为：大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石位于锥状体的一端。
一种优选结构为：大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与聚晶金刚石的界面由钛、硅、硼等作为结合剂，以陶瓷相粘接在一起。
一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，含有以下步骤：
步骤1，用石墨加工出柱锥状孔模具，在柱锥状孔模具的顶点位置有放置单晶金刚石或CVD金刚石的窝；
步骤2，单晶金刚石或CVD金刚石放置在锥的顶点窝的位置，其一个尖端恰好在锥状孔的尖端部位。在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与柱锥状孔模具之间可加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉(粒度0-100微米)；
步骤3，填充入已混有结合剂的金刚石微粉(粒度0-100微米)，包裹单晶金刚石或CVD金刚石；
步骤4，将柱锥状孔模具放入由叶腊石等制造的合成块里。放入压机进行压制。在高温高压下，金刚石微粉与大颗粒单晶或CVD金刚石烧结在一起，形成复合结构的柱锥状聚晶金刚石块。
优选方法之一：
一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，含有以下步骤：
步骤1，在石墨上加工出孔或与单晶金刚石或CVD金刚石的形状相近似的窝；
步骤2，单晶金刚石或CVD金刚石放置在孔的位置或窝的位置；
在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与在孔的位置或窝的位置之间加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米；
步骤3，在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与在孔的位置或窝的位置之间填充充满已混有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米；
步骤4，将上述合为一体的材料放入由叶腊石等制造的合成块里；放入压机进行压制；
在高温高压下，金刚石微粉与大颗粒单晶或CVD金刚石烧结在一起，形成复合结构的聚晶金刚石块。
本发明的有益效果是采用这种复合结构的金刚石磨粒，可与天然金刚石修整笔的制造工艺技术相同。因为聚晶金刚石与用于修整砂轮的单晶金刚石或CVD金刚石之间结合致密牢固，金刚石不会脱落，聚晶金刚石作为支撑及与笔杆的连接，深埋入合金中，也不会与金属杆之间脱落，故可以把单晶金刚石或CVD金刚石的利用率提高到接近100％。
因单晶金刚石或CVD金刚石的价格通常较高，将其烧结为复合结构的聚晶金刚石柱状体的成本则极低，故采用这种复合结构的金刚石磨粒，可以大幅降低金刚石修整工具的使用成本。
附图说明
图1为本发明实施例之一示意图。
图2为本发明实施例之二示意图。
图3为本发明实施例之三示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种用于修整工具的金刚石磨粒，其结构是聚晶金刚石2与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1的复合体3。复合体3的形状为柱状体，例如圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端可为锥状体4。
大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1位于锥状体4的一端。
大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1与聚晶金刚石2界面由钛、硅、硼等作为结合剂，以陶瓷相粘接在一起。
一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，含有以下步骤：
步骤1，用石墨加工出柱锥状孔模具；
步骤2，单晶金刚石或CVD金刚石放置在柱锥状孔模具的顶点位置，其一个尖端恰好在锥状孔模具的尖端部位；
在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与柱锥状孔模具之间可加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉(粒度0-100微米)，也可不加；
步骤3，填充入已混有结合剂的金刚石微粉；结合剂可均匀分布在金刚石微粉颗粒之间，也可单独放置一层或多层。金刚石微粉粒度0-100微米；
步骤4，将柱锥状孔模具放入由叶腊石等制造的合成块里；放入压机进行压制；
在高温高压下，金刚石微粉与大颗粒单晶或CVD金刚石烧结在一起，形成复合结构的柱锥状聚晶金刚石块。
实施例2：结构如实施例1，一种修整工具用的复合型金刚石磨粒，聚晶金刚石与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石复合成一体；形状为柱状体。
或柱状体为圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端为锥状体。
或大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石位于锥状体的一端。
或大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与聚晶金刚石的界面由钛、硅、硼或其中的一种或两种作为结合剂，以陶瓷相粘接在一起。
实施例3：如图2所示，一种用于修整工具的金刚石磨粒，其结构是聚晶金刚石2与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1的复合体3。复合体3的形状为柱状体，例如圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端可为锥状体4。复合体3为圆柱状，中心为大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1，可以采用较细直径的大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1，从而节省材料。用于端面需磨尖的精修用的修正笔。
实施例4：如图3所示，一种用于修整工具的金刚石磨粒，其结构是聚晶金刚石2与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1的复合体3。复合体3的形状为立方体，立方体的一个顶角镶嵌一粒大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1。制造成为修正笔时，大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1所在的顶端朝外，用于修正砂轮。
实施例5：一种用于修整工具的金刚石磨粒，其结构是聚晶金刚石2与大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1的复合体3。复合体3的形状为立方体，立方体的一个顶角或多个顶角分别镶嵌一粒大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1。制造成为修正笔时，大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石1所在的顶端朝外，用于修正砂轮。
多个顶角的含义为2个顶角以上，或立方体的3个顶角或4个顶角；或立方体的5个顶角或6个顶角。
实施例6：一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，其特征是含有以下步骤：
步骤1，在立方体的石墨的1个角或2个角上加工出孔或与单晶金刚石或CVD金刚石的形状相近似的窝；
步骤2，单晶金刚石或CVD金刚石放置在孔的位置或窝的位置；
在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石与在孔的位置或窝的位置之间可加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米，也可不加；
步骤3，在大颗粒单晶金刚石或CVD金刚石所在的孔的位置或窝的位置填充充满已混有结合剂的金刚石微粉，结合剂可均匀分布在金刚石微粉颗粒之间，也可单独放置一层或多层，金刚石微粉粒度0-100微米；
步骤4，将上述合为一体的材料放入由叶腊石等制造的合成块里；放入压机进行压制；
在高温高压下，金刚石微粉与大颗粒单晶或CVD金刚石烧结在一起，形成复合结构的聚晶金刚石块。
步骤1可以为：在立方体的石墨的3个角或4个角或多个角上加工出孔或与单晶金刚石或CVD金刚石的形状相近似的窝。
Claims (6)
1.一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，其特征是含有以下步骤：
步骤1，用石墨加工出柱锥状孔模具；
步骤2，CVD金刚石放置在柱锥状孔模具的顶点位置，其一个尖端在锥状孔模具的尖端部位；
在CVD金刚石与柱锥状孔模具之间加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米，
步骤3，填充入已混有结合剂的金刚石微粉，结合剂均匀分布在金刚石微粉颗粒之间，或单独放置一层或多层，金刚石微粉粒度0-100微米；
步骤4，将柱锥状孔模具放入由叶腊石制造的合成块里；放入压机进行压制；
在高温高压下，金刚石微粉之间及金刚石微粉与CVD金刚石之间烧结在一起，形成复合结构的柱锥状聚晶金刚石块。
2.根据权利要求1所述的一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，其特征是：步骤2中CVD金刚石与柱锥状孔模具直接接触。
3.一种修整工具用的复合型金刚石磨粒的制作方法，其特征是含有以下步骤：
步骤1，在石墨上加工出孔或与CVD金刚石的形状相近似的窝；
步骤2，CVD金刚石放置在孔的位置或窝的位置；
在CVD金刚石与在孔的位置或窝的位置之间加一层金属粉或混合有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米，或不加；
步骤3，在CVD金刚石与在孔的位置或窝的位置之间填充充满已混有结合剂的金刚石微粉，粒度0-100微米；
步骤4，将上述合为一体的材料放入由叶腊石制造的合成块里；放入压机进行压制；
在高温高压下，金刚石微粉之间及金刚石微粉与CVD金刚石之间烧结在一起，形成复合结构的聚晶金刚石块。
4.根据权利要求1、2或3所述的制作方法制作的一种修整工具用的复合型金刚石磨粒，其特征是：柱状体为圆柱体或多棱柱体，柱状体的一端为锥状体。
5.根据权利要求1、2或3所述的制作方法制作的一种修整工具用的复合型金刚石磨粒，其特征是：CVD金刚石位于锥状体的一端。
6.根据权利要求1、2或3所述的制作方法制作的一种修整工具用的复合型金刚石磨粒，其特征是：复合体的形状为立方体，立方体的一个顶角或多个顶角分别镶嵌一粒CVD金刚石。
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