CN104162668A - 一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法，包括以下步骤：用骨架材料与粘接金属进行胎体料配制、配制后进行混料、混料完成后装料进行热压成型、热压成型后进行冷却、冷却后进行机械加工，其中所述胎体料配制过程中的配料包括铜粉35％、WC粉50%、钴粉4%、镍粉5％、锰粉6％（以上均为重量百分比）；在混料过程中加入重量为胎体料总重量的5%的金刚石，混料在锈钢球磨机中进行，料球比为1：2，球磨机转数为46r/min，混料时间为12～35h；热压成型时的烧结温度1120℃、烧结时间5～10min、压力12～13Mpa、出炉温度580℃。采用这种金刚石刀齿制做的薄壁金刚石钻头切削混凝土速度大于45mm/min、切削钢筋截面的速度大于560mm/min、钻头寿命能达到30m。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚石刀齿的制造方法，尤其是一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法。
背景技术
市场上在制造金刚石刀齿的过程中，需要一些固结切削元件制作金刚石的粘结剂，粘结剂分为金属粘结剂、树脂粘结剂、陶瓷粘结剂等，骨架材料中要用到金属碳化物，可以起到提高韧性，适当降低耐磨性的作用，一般情况下，金属碳化物的熔点高于金属的熔点，骨架材料必须具备与金刚石有好的相容性，与粘结金属有好的相容性，同时还要求具有较高的耐磨性。现现有生产工艺实践中人们常常通过骨架材料粒度的变化调整耐磨性和韧性，例如，在钻头胎体中有54wt％的WC，调整时，用复式碳化钨（WC·TiC）代替WC，把54wt％的WC，换成WC·TiC仍按54wt％，结果钻头烧不成，其原因是重量百分比配料。严格地考虑应按原子百分比配，配方设计时，要注意各种元素和合金材料的用量是按参与反应的原子数多少，然后折算成重量百分比的，复式碳化物的比重远远小于WC的比重，在重量相同的情况下，WC的原子数比WC·TiC的原子数少得多，加同样数量，势必造成有过剩的WC·TiC加入，整个金刚石刀齿中骨架材料的体积大大增加、成型性变坏、可烧结性变坏、导致钻头烧不成。
发明内容
本发明的目的是解决用复式碳化钨（WC·TiC）代替WC制作出的金刚石刀齿中骨架材料的体积大大增加、成型性变坏、可烧结性变坏、导致无法制成钻头的问题。
本发明采用的技术方案是：一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法，包括以下步骤：用骨架材料与粘接金属进行胎体料配制、配制后进行混料、混料完成后装料进行热压成型、热压成型后进行冷却、冷却后进行机械加工，其中所述胎体料配制过程中的配料包括铜粉35％、WC粉50%、钴粉4%、镍粉5％、锰粉6％（以上均为重量百分比）；在混料过程中加入重量为胎体料总重量的5%的金刚石，混料在锈钢球磨机中进行，料球比为1：2，球磨机转数为46r/min，混料时间为12～35h；热压成型时的烧结温度1120℃、烧结时间5～10min、压力12～13Mpa、出炉温度580℃。
本发明采用的有益效果是：通过在制作过程中对材料碳化物的研究，多次调整WC粉的粒度，发现WC粉的成型性与可烧结性都是最好的，且采用发明的配方后，减少了稀有金属的消耗，提高了金刚石刀齿的韧性和耐磨性，采用这种金刚石刀齿制做的薄壁金刚石钻头切削混凝土速度大于45mm/min、切削钢筋截面的速度大于560mm/min、钻头寿命能达到30m。
具体实施方式
本发明涉及一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法，包括以下步骤：用骨架材料与粘接金属进行胎体料配制、配制后进行混料、混料完成后装料进行热压成型、热压成型后进行冷却、冷却后进行机械加工（机械加工是指对金刚石刀齿进行开刃），其中所述胎体料配制过程中的配料包括铜粉35％、WC粉50%、钴粉4%、镍粉5％、锰粉6％（以上均为重量百分比）；在混料过程中加入重量为胎体料总重量的5%的金刚石，混料在锈钢球磨机中进行，料球比为1：2，球磨机转数为46r/min，混料时间为12～35h；热压成型时的烧结温度1120℃、烧结时间5～10min、压力12～13Mpa、出炉温度580℃。通过在制作过程中对材料碳化物的研究，多次调整WC粉的粒度，发现WC粉的成型性与可烧结性都是最好的，且采用发明的配方后，金刚石刀齿的WC含量大于30％且金刚石浓度小于10％，减少了稀有金属的消耗，提高了金刚石刀齿的韧性和耐磨性，金刚石刀齿的硬度在HRC16-1-HRC94范围内可调整，采用这种金刚石刀齿制做的薄壁金刚石钻头切削混凝土速度大于45mm/min、切削钢筋截面的速度大于560mm/min、钻头寿命能达到30m。
本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种铜碳基金刚石刀齿的制造方法，其特征在于包括以下步骤：用骨架材料与粘接金属进行胎体料配制、配制后进行混料、混料完成后装料进行热压成型、热压成型后进行冷却、冷却后进行机械加工，其中所述胎体料配制过程中的配料包括铜粉35％、WC粉50%、钴粉4%、镍粉5％、锰粉6％（以上均为重量百分比）；在混料过程中加入重量为胎体料总重量的5%的金刚石，混料在锈钢球磨机中进行，料球比为1：2，球磨机转数为46r/min，混料时间为12～35h；热压成型时的烧结温度1120℃、烧结时间5～10min、压力12～13Mpa、出炉温度580℃。
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2014
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