CN102672188A - 实现金刚石在刀头中定位排布的方法及其布料器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现金刚石在刀头中定位排布的方法及其布料器，该布料器包括：模板，所述模板下表面的尺寸与刀头尺寸相同，且所述模板下表面设有用于分别容置一颗金刚石的多个沉头孔，所述多个沉头孔按照刀头的切割机理分布；密封腔体，设于所述模板的上表面的上方，所述沉头孔底部设有延伸至所述模板上表面并用于通风的通孔，所述密封腔体通过所述通孔与所述沉头孔连通，所述密封腔体上设有用于抽真空和输入气流的接口。本发明可以高效、低成本地在金刚石刀头的三维空间上恰当地排布金刚石。

Description

实现金刚石在刀头中定位排布的方法及其布料器
技术领域
本发明涉及一种金刚石工具刀头的制备方法，特别涉及一种实现金刚石在刀头中定向排布的方法及其布料器。
背景技术
金刚石工具是以自然界中硬度最高、抗研磨性最强的金刚石作为切割单元的一种特殊工具。一般的金刚石工具由金属基体和金刚石刀头两部分组成。传统方法制成的刀头的特点是金刚石在刀头中随机分布，容易形成金刚石的堆积区或稀少区。在堆积区，金刚石所受切削力过小，不易出刃；在金刚石稀少区，金刚石浓度过低，单颗粒承受工作载荷巨大，使金刚石颗粒受冲击力破碎而过早脱落，也不能进行行之有效的切削加工。因此，常规金刚石工具中金刚石的有效利用率很低，限制了工具锋利度和寿命的提高，造成工具在切割过程中产生切割效率低或切割寿命短的现象。
实现金刚石在刀头中的定向有序排布是解决金刚石偏析的有效方法，通过设计刀头中金刚石粒度、品级、浓度、排布方式等，即可以控制金刚石工具的切割速度和切割寿命。中国发明专利ZL 200910085453.8提供一种“实现金刚石在刀头中定向有序排布的方法”，其中，金刚石按照设计的规定位置有序地排列在金刚石胎体中。虽然该方法可以实现金刚石在刀头中的定向有序排布，但是其应用的模具结构较为复杂，模具制造费用较高，且很难应用于40目以上的金刚石颗粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现金刚石在刀头中定位排布的方法及其布料器，以解决现有技术存在的模具结构复杂、成本高和难以应用更小颗粒金刚石的问题。
为了解决上述问题，本发明提供的实现金刚石在刀头中定位排布的布料器包括：模板，所述模板下表面设有用于分别容置一颗金刚石的多个沉头孔，所述多个沉头孔按照刀头的切割机理分布；密封腔体，设于所述模板的上表面上，所述沉头孔底部设有延伸至所述模板上表面并用于通风的通孔，所述密封腔体通过所述通孔与所述沉头孔连通，所述密封腔体上设有用于抽真空和输入气流的接口。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的布料器中，其中，所述沉头孔的尺寸介于一颗金刚石的尺寸和两颗金刚石的尺寸之间。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的布料器中，其中，所述沉头孔的尺寸比一颗金刚石的尺寸大1/3-1/2。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的布料器中，其中，所述金刚石为60目以上的金刚石，所述模板下表面的尺寸与刀头尺寸相同。
为了解决上述问题，本发明提供的实现金刚石在刀头中定位排布的方法包括以下步骤：第一步骤，在阴模中装入合金粉，上压头压制以形成压坯；第二步骤，上述布料器的密封腔体抽真空，沉头孔吸附金刚石；第三步骤，上压头移出；第四步骤，布料器的模板移入阴模，向布料器的密封腔体输入气流将金刚石从沉头孔吹出，使金刚石粘附在压制好的压坯上；第五步骤，布料器从阴模移出，上压头复压，实现金刚石定位排布于预定排列位置。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的方法中，其中，还包括以下步骤：在上压头移出之后，布料器的模板移入阴模之前，在压制完后的压坯上刷上一层低熔点粘结剂。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的方法中，其中，还包括以下步骤：增加具有不同沉头孔排布方式的布料器进行金刚石的定位排布以实现一个刀头有多层不同的刀头生坯排布方式。
在上述实现金刚石在刀头中定位排布的方法中，其中，往复操作所述第一步骤～所述第五步骤以实现多层金刚石定位排布于预定排列位置。
本发明的方法可以采用普通的冷压金刚石刀头的设备，实现刀头中金刚石在三维空间的有序排布，刀头制造成本及设备维护费用低。金刚石定位排列是通过增加布料器实现的，对60目以上金刚石均能实现产业化生产，金刚石的排布位置精度高，操作灵活，可操作性强，借此，本发明可以高效、低成本地在金刚石刀头的三维空间上恰当地排布金刚石。
附图说明
图1为一优选实施例中，本发明的实现金刚石在刀头中定位排布的布料器的结构示意图；
图2-图4为一优选实施例中，本发明的实现金刚石在刀头中定位排布的方法的实施过程示意图。
附图标记：1密封腔体，2模板；3上压头；4阴模模具；5下压头；6合金粉（压坯）；7金刚石；10气流；11接口，21沉头孔；22通孔；B布料器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的布料器B包括密封腔体1和模板2。模板2的下表面的尺寸与刀头尺寸相同，如图3所示，并且，模板2的下表面设有用于分别容置一颗金刚石7的多个沉头孔21，多个沉头孔21按照刀头的切割机理分布，也即沉头孔21在不同的模板2上的排布方式并不相同，以适应不同的刀头。密封腔体1设于模板2的上表面的上方，沉头孔21底部设有延伸至模板2的上表面的用于通风的通孔22，由于通孔22仅用于通风，因此其孔径小于沉头孔21以防止钻石7进入密封腔体1中。密封腔体1通过通孔22与21沉头孔连通，为了便于抽真空和输入气流，密封腔体1上设有用于抽真空和输入气流的接口11。
为了更精确的排布金刚石7，沉头孔21的尺寸（比如直径和深度）介于一颗金刚石的尺寸和两颗金刚石的尺寸之间，借此，每一沉头孔21不但可以容置一颗金刚石7，而且具有一定的盈余，优选的是，沉头孔的尺寸比一颗金刚石的尺寸大1/3-1/2或者0.15mm。以目前的工艺水平，完全可以控制沉头孔21的尺寸，实现金刚石7为60目以上。
如图2-图4所示，在常规冷压设备（也可以是金刚石行业内普遍应用的热压设备）的基础上增加图1所示布料器B即可，在利用本发明生产金刚石刀具时，首先，在阴模模具4中装入合金粉6，上压头3与下压头5配合进行压制，同时金刚石布料器B的密封腔体1被抽真空，布料器B模板2上的每一个沉头孔21吸附一颗金刚石7（如图3所示的金刚石7被释放之前的状态）。
接着，上压头3移出阴模模具4，在压制完后的压坯6（也即前述的合金粉6）上刷上一层低熔点粘结剂，以防止金刚石7移动。
如图3，布料器B移入阴模模具4，向密封腔体1输入气流10（比如高压气流）经过通孔22将金刚石7从沉头孔21吹出，使金刚石7粘附于压制好的合金粉压坯6。
如图4，布料器B移出，上压头3复压，将金刚石压入合金粉压坯6内，形成一层按照预定排列位置来配置的金刚石颗粒。
如果往复操作以上步骤从而实现多层金刚石7完全控制在其预定排列位置。
还可以通过改变模板2的沉头孔21的排布方式，实现各种不同的金刚石7的排布方式，或者通过增加金刚石布料器B实现一个刀头有多层不同的刀头生坯排布方式。
综上所述，本发明通过提供“真空+气流”的金刚石布料器，虽然其对真空度及气流压力和气流时间控制要求较高，但是可以高效地实现金刚石定位排列的全自动化流程，并具有连续稳定的生产能力，通过改变模板的沉头孔排布方式可以实现各种不同的金刚石排布方式，或者通过增加金刚石布料器还能实现一个刀头有多层不同的刀头生坯排布方式。可见，本发明提供的布料器操作灵活，可操作性强，对60目以上的金刚石特别是制备60目以上的多层金刚石有序排布的刀头生坯的冷压工艺均能能实现产业化生产，金刚石的排布位置精度高，能够高效、低成本地在金刚石刀头的三维空间上恰当地排布金刚石。此外本发明采用普通的冷压金刚石刀头的设备，即可实现刀头中金刚石在三维空间的有序排布，因此，刀头制造成本及设备维护费用比较低。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种实现金刚石在刀头中定位排布的布料器，其特征在于，包括：
模板，所述模板下表面设有用于分别容置一颗金刚石的多个沉头孔，所述多个沉头孔按照刀头的切割机理分布；和
密封腔体，设于所述模板的上表面上，所述沉头孔底部设有延伸至所述模板上表面并用于通风的通孔，所述密封腔体通过所述通孔与所述沉头孔连通，所述密封腔体上设有用于抽真空和输入气流的接口。
2.根据权利要求1所述的实现金刚石在刀头中定位排布的布料器，其特征在于，所述沉头孔的尺寸介于一颗金刚石的尺寸和两颗金刚石的尺寸之间。
3.根据权利要求2所述的实现金刚石在刀头中定位排布的布料器，其特征在于，所述沉头孔的尺寸比一颗金刚石的尺寸大1/3-1/2。
4.根据权利要求1所述的实现金刚石在刀头中定位排布的布料器，其特征在于，所述金刚石为60目以上的金刚石，所述模板下表面的尺寸与刀头尺寸相同。
5.一种实现金刚石在刀头中定位排布的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤，在阴模中装入合金粉，上压头压制以形成压坯；
第二步骤，权利要求1-4任一所述布料器的密封腔体抽真空，沉头孔吸附金刚石；
第三步骤，上压头移出；
第四步骤，布料器的模板移入阴模，向布料器的密封腔体输入气流将金刚石从沉头孔吹出，使金刚石粘附在压制好的压坯上；和
第五步骤，布料器从阴模移出，上压头复压，实现金刚石定位排布于预定排列位置。
6.根据权利要求5所述的实现金刚石在刀头中定位排布的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在上压头移出之后，布料器的模板移入阴模之前，在压制完后的压坯上刷上一层低熔点粘结剂。
7.根据权利要求5所述的实现金刚石在刀头中定位排布的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
增加具有不同沉头孔排布方式的布料器进行金刚石的定位排布以实现一个刀头有多层不同的刀头生坯排布方式。
8.根据权利要求5所述的实现金刚石在刀头中定位排布的方法，其特征在于，
往复操作所述第一步骤～所述第五步骤以实现多层金刚石定位排布于预定排列位置。
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