CN102896313A - 金刚石刀头压制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了金刚石刀头压制工艺，包括冷压成型和热压成型两个步骤，所用的冷压模具包括阴模和一对压头，在冷压成型机上将金属粉末压缩成刀头块。热压模具是在前端板和后端板之间紧密布置有多组由上压头、中压头、下压头互相错位组合成的热压模，相邻的下压头的高度应保证刀头块放入后错开一定高度，在各压头之间放置有刀头块，将热压模具组合加压后放入烧结设备中高温高压下使刀头熔融成型。采用本发明的工艺和模具，可以实现自动生产，提高生产效率，降低生产成本。

Description

金刚石刀头压制工艺

技术领域

本发明涉及一种机械加工工具的制作方法，具体的说是一种金刚石刀头的生产制作工艺。

背景技术

金刚石刀头是金刚石锯片的工作主体。金刚石锯片的刀头是由金刚石和胎体结合剂组成，金刚石是一种超硬材料，起到切削刃的作用，胎体结合剂起到固定金刚石的作用，由金属单质粉末或金属合金粉末构成。金刚石的强度是保证刀头切割性能的重要指标，但是锯片的性能并不仅仅取决于金刚石，而是取决于金刚石与粘结剂恰当配合构成的刀头这种复合材料的整体性能。

金刚石锯片的金刚石刀头的制造为在压力下的金属粉末的烧结熔合，是一种粉末冶金过程，即在金刚石刀头压制模具中，对金属粉末施加180-250kgf/cm²的压力，并且金属粉末在800℃-1000℃的高温下，经由金属粉末颗粒间的扩散、熔焊、化合、再结晶等一系列物理化学反应过程，形成具有确定外形和机器机能的金刚石刀头。两侧带有凹槽的金刚石刀头在使用时，冷却水可以通过凹槽带入切割工作区，充分冷却刀头，提高切割速度，延长刀头的使用寿命。

传统方法加工两侧带有凹槽的金刚石刀头时分为两个步骤：首先是刀头冷压成型，之后进行刀头热压成型。刀头冷压成型是在冷压模具上直接成型刀头所需要的形状。冷压模具包括五个部分：上压头、下压头、中间板、前端板、后端板。利用各部分的排列顺序形成刀头所需要的型腔，固定冷压模具的周边，使空腔加压后不会发生变形，然后在空腔中添加所需粉料，装入上压头，并且加高压，使粉料由松散变为所需刀头形状的固态形状时停止加压，拆散冷压模具周边的固定装置，并拆散冷压模具，一个一个的取出刀头，人工排列整齐刀头，待用。

刀头热压成型过程即把冷压成型的刀头放到热压模具上，高温高压成型。热压模具包括五个部分：上压头、下压头、中板、端板、侧板。利用各部分顺序排列形成型腔，，在型腔中放入冷压成型的刀头，固定热压模具的周边后放入烧结设备中，使刀头在高温高压下熔化，形成合金，并最终成型，最后降温减压，拆除紧固装置，取出刀头。

传统技术中，刀头的冷压成型过程为立式压缩，必须要加入中间板来隔开两个刀头，模具的成型效率低；冷压模具的上压头、下压头需要制作成和刀头形状相同的凹槽，端板和中间板则需要制成与刀头凹槽相反的凸台，模具制作费用昂贵；冷压模具上带有的凹槽、凸槽，冷压成型后的刀头带有凹槽，不利于操作人员取出、运输刀头及装入热压模，且刀头容易破损，质量不稳定。整个冷压成型过程全部为人工操作，工作效率低而且容易造成安全事故。

刀头的热压成型过程为立式压缩和立式烧结成型，热压模具烧结时由于立式烧结，需要把带有凹槽的刀头按照模具的凹槽位置一一对应放进去，工作效率底；热压成型时有中板，一次成型数量过少。热压模具上压头、下压头的形状和刀头形状需保持一致，造成、下压头太薄，同时由于热压模具的材质为石墨，所以上压头和下压头极易损坏，增加生产加工成本。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种生产带槽金刚石刀头的工艺，可以实现自动生产，提高生产效率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：金刚石刀头压制工艺，包括冷压成型和热压成型两个步骤，所述冷压成型步骤包括：

a、冷压模具准备，冷压模具包括带有固定法兰的套筒型阴模和与阴模配合使用的一对压头，所述阴模的通孔横截面形状与金刚石刀头平面相应，所述压头横截面形状与阴模的通孔横截面形状相配合，

b、把冷压模具的阴模和压头安装在冷压成型机上，阴模的两端各安装一压头，

c、在阴模的通孔中加入金属粉末，通孔两侧的压头沿通孔压缩将金属粉末压缩成刀头块，

d、把冷压成型的刀头块收集、排列整齐，待用；

所述热压成型步骤包括：

e、热压模具准备，热压模具包括前端板和后端板，在前端板和后端板之间紧密布置有多组由上压头、中压头、下压头互相错位组合成的热压模；

f、热压模具各部分按照顺序放置，前端板和后端板放置在最外侧，前端板和后端板之间放置若干个不同高度的下压头，然后在下压头上分别放置冷压成型的刀头块，相邻的下压头的高度应保证刀头块放入后错开一定高度，然后在刀头块上面分别放置中压头，在中压头上再放置冷压成型的刀头块，然后再放置相应高度的上压头，

g、将热压模具组合加压后放入烧结设备中，高温高压下使刀头熔融成型，之后降温冷却，拆卸模具，取出刀头。

本发明的进一步改进在于：所述每组互相错位组合成的热压模由位于两端的一个上压头和一个下压头以及位于上压头和下压头之间的若干个中压头组合而成，在每个中压头的上下两端均放置冷压成型的刀头块。

本发明的进一步改进在于：所述金刚石刀头冷压模具的阴模的通孔截面形状为与刀头扇面形状相应的扇形；所述压头外表面与阴模的通孔对应，压头的相对面为平面，压头外侧设置便于安装的手柄。

    本发明的进一步改进在于：所述带槽金刚石刀头热压模具的上压头、中压头、下压头横截面形状为与刀头扇面形状相应的扇形，上压头、下压头的内端表面以及中压头两端面均为与刀头扇面上的凹槽对应的凹凸形状。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明生产金刚石刀头的过程中，采用新的金刚石刀头冷压模具和带槽金刚石刀头热压模具，刀头的冷压成型采用平面压缩；热压成型采用平面压缩和平面烧结，可以保证刀头质量。

冷压成型使用的冷压模具只成型普通外形的刀头块，降低了模具制造费用，而且因为没有凹槽的形状，防止破损，保证冷压成型的刀头质量。实现机械操作代替人工劳动，提高生产效率。

热压成型形成带有凹槽的金刚石刀头，热压模具采用上压头、中压头和下压头同时成型带槽金刚石刀头，每次的烧结刀头数量提高了两倍；上压头、中压头和下压头的厚度增加，防止模具的损坏造成生产成本增加。

附图说明

图1是本发明使用的冷压模具结构图；

图2是冷压模具的剖视图；

图3是本发明使用的热压模具结构图；

图4是热压模具的右视图。

其中，1、阴模，2、压头，3、上压头，4、下压头，5、中压头，6、前端板，7、后端板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

金刚石刀头压制工艺，包括冷压成型和热压成型两个步骤。冷压成型时采用冷压模具自动填充金属粉末、自动成型和自动整理刀头块，成型普通扇形的刀头块；热压成型通过带有凸台的上压头3、下压头4和中压头5的共同作用，形成金刚石刀头上的凹槽。

冷压成型的步骤包括：

a、冷压模具准备：冷压模具的结构如图1、图2所示，冷压模具包括阴模1和与压头2，阴模1为带有固定法兰的套筒型结构，法兰方便在使用过程中安装固定在冷压成型机上，阴模1还设置有与普通扇形刀头外形相应的通孔；压头2为相对的两个，压头2的外形与阴模1的通孔相对应，使用时成对安装在阴模的通孔的两侧。阴模1的通孔横截面形状与金刚石刀头扇面形状相应，压头2横截面形状与阴模1的通孔横截面形状相配合，压头2的相对面为平面，压头2外侧设置便于安装的手柄。

b、把冷压模具的阴模1和压头2安装在冷压成型机上，压头2使用两个，阴模1的两端各安装一压头2，分别安装在阴模1的通孔的两侧。

c、在阴模1的通孔中加入混合好金刚石颗粒的金属粉末，通孔两侧的压头2沿通孔压缩，将金属粉末压缩成刀头块，通过此步骤成型的刀头块为不带凹槽的普通外形。

d、把冷压成型的刀头块收集、排列整齐，待用。

冷压成型后的刀头块，开始进行热压成型，热压成型步骤包括：

e、热压模具准备：热压模具的结构如图3、图4所示，热压模具包括前端板6和后端板7，在前端板6和后端板7之间紧密布置有多组由上压头3、中压头5、下压头4互相错位组合成的热压模；热压模具的上压头3、中压头5、下压头4横截面形状为与刀头扇面形状相应的扇形，上压头3、下压头4的内端表面以及中压头5两端面均为与刀头扇面上的凹槽对应的凹凸形状。

f、热压模具各部分按照顺序放置，前端板6和后端板7放置在最外侧，前端板6和后端板7之间放置若干个（图中为8组）不同高度的下压头4，然后在下压头4上分别放置冷压成型的刀头块，相邻的下压头的高度应保证刀头块放入后错开一定高度，然后在刀头块上面分别放置中压头5，在中压头5上再放置冷压成型的刀头块，然后再放置相应高度的上压头3。

当然在每组上压头3和下压头4之间，可以不仅仅放置一个中压头，即中压头和冷压成型的刀头块可以放置多个。互相错位组合成的热压模由位于两端的一个上压头3和一个下压头4以及位于上压头3和下压头4之间的若干个中压头5组合而成，在每个中压头的上下两端均放置冷压成型的刀头块。

g、将热压模具组合加压后放入烧结设备中，高温高压下使刀头熔融形成合金，之后降温冷却，刀头成型，此时刀头为带有凹槽的成型的产品；拆卸热压模具，取出刀头。  

Claims (4)

1.金刚石刀头压制工艺，包括冷压成型和热压成型两个步骤，其特征在于：

所述冷压成型步骤包括

a、冷压模具准备，冷压模具包括带有固定法兰的套筒型阴模（1）和与阴模配合使用的一对压头（2），所述阴模（1）的通孔横截面形状与金刚石刀头平面相应，所述压头（2）横截面形状与阴模（1）的通孔横截面形状相配合，

b、把冷压模具的阴模（1）和压头（2）安装在冷压成型机上，阴模（1）的两端各安装一压头（2），

c、在阴模（1）的通孔中加入金属粉末，通孔两侧的压头（2）沿通孔压缩将金属粉末压缩成刀头块，

d、把冷压成型的刀头块收集、排列整齐，待用；

所述热压成型步骤包括

e、热压模具准备，热压模具包括前端板（6）和后端板（7），在前端板（6）和后端板（7）之间紧密布置有多组由上压头（3）、中压头（5）、下压头（4）互相错位组合成的热压模；

f、热压模具各部分按照顺序放置，前端板（6）和后端板（7）放置在最外侧，前端板（6）和后端板（7）之间放置若干个不同高度的下压头（4），然后在下压头上分别放置冷压成型的刀头块，相邻的下压头的高度应保证刀头块放入后错开一定高度，然后在刀头块上面分别放置中压头（5），在中压头（5）上再放置冷压成型的刀头块，然后再放置相应高度的上压头（3），

g、将热压模具组合加压后放入烧结设备中，高温高压下使刀头熔融成型，之后降温冷却，拆卸模具，取出刀头。

2.根据权利要求1所述的金刚石刀头压制工艺，其特征在于：所述每组互相错位组合成的热压模由位于两端的一个上压头（3）和一个下压头（4）以及位于上压头（3）和下压头（4）之间的若干个中压头（5）组合而成，在每个中压头的上下两端均放置冷压成型的刀头块。

3.根据权利要求1所述的金刚石刀头压制工艺，其特征在于：所述金刚石刀头冷压模具的阴模（1）的通孔截面形状为与刀头扇面形状相应的扇形；所述压头（2）外表面与阴模的通孔对应，压头（2）的相对面为平面，压头（2）外侧设置便于安装的手柄。

4.根据权利要求1所述的金刚石刀头压制工艺，其特征在于：所述带槽金刚石刀头热压模具的上压头（3）、中压头（5）、下压头（4）横截面形状为与刀头扇面形状相应的扇形，上压头（3）、下压头（4）的内端表面以及中压头（5）两端面均为与刀头扇面上的凹槽对应的凹凸形状。

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