CN104289718A - 大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料 - Google Patents

大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料，本发明中，大理石刀头中金刚石节块的胎体材料主要由Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末制成，此胎体材料中低熔点金属成份Sn和Zn含量低，烧结温度较高，可达820-860℃，焊接阶段可以适应铜焊工艺，焊接过程中刀头不膨胀、无烧损变形，焊接成本低，产品具有成本竞争优势，市场前景大。本发明方法所制得的大理石刀头，根据试验测定，其抗弯强度为1000-1400MPa，硬度80-95HRB，用桥切试验机测试，功率消耗为6-7KW，使用寿命可达20-24m2/mm，功率消耗和寿命均优于现有的大理石刀头。

Description

大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料
技术领域
本发明涉及金刚石工具领域，具体涉及一种大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料。
背景技术
胎体即金刚石的金属烧结体,胎体的作用是把持金刚石,使其起到切割的作用，而不会过早地脱落掉。传统大理石刀头，其金刚石节块的胎体材料的烧结温度在680-720℃，要求焊接温度低，焊接阶段只能使用银焊工艺，而银焊料价格贵，产品成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种大理石刀头的制备方法，用此方法制备的大理石刀头，其金刚石节块的烧结温度在820-860℃，焊接阶段可以适应铜焊工艺，成本较低。
本发明的另一目的是提供上述制备方法中所用到的胎体材料。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大理石刀头的制备方法，通过如下步骤实现：
一、准备胎体材料：胎体材料主要由15-25％的Cu-Zn-Sn合金粉末、15-25％的Cu粉末和70-50％的Cu-Co-Fe合金粉末组成，上述各种粉末的粒度均为100-400目；按上述重量比例称取Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末，混合均匀，得到胎体材料；
二、准备金刚石：将粒度为25/30—70/80的金刚石混合均匀；
三、将上述混合均匀的金刚石与上述混合均匀的胎体材料按金刚石15-30％、胎体材料85-70％的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量为基数加入6-10ml/kg的石蜡，对此混合料进行充分润湿；
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀，得到节块坯料；
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型，得到压坯；
六、将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中，820-860℃温度、200-350kg/cm2压力下保温1-2min；
七、模具冷却后，拆模，得到金刚石节块；
八、将上述金刚石节块和65Mn材质的基体，在高频感应焊接机上焊接在一起，得到大理石刀头；高频感应焊接机的电流900-1000A，焊接时间5-10S，焊料为铜焊料；
九、对焊接好的大理石刀头经过整形、开刃和抛光，得到合格的产品。
一种新型胎体材料，主要由如下重量份数的组份混合而成：
Cu-Zn-Sn合金粉末  15-25％
Cu粉末            15-25％
Cu-Co-Fe合金粉末  70-50％
上述各种粉末的粒度均为100-400目。
采用上述方案后，本发明中，大理石刀头中金刚石节块的胎体材料中低熔点金属成份Sn和Zn含量低，烧结温度较高，可达820-860℃，焊接阶段可以适应铜焊工艺，焊接过程中刀头不膨胀、无烧损变形，焊接成本低，产品具有成本竞争优势，市场前景大。本发明方法所制得的大理石刀头，根据试验测定，其抗弯强度为1000-1400MPa，硬度80-95HRB，用桥切试验机测试，功率消耗为6-7KW，使用寿命可达20-24m2/mm，功率消耗和寿命均优于现有的大理石刀头。
具体实施方式
实施例一：
本发明一种新型金刚石节块的制备方法，通过如下步骤实现：
一、准备胎体材料：胎体材料主要由15％的Cu-Zn-Sn合金粉末、15％的Cu粉末和70％的Cu-Co-Fe合金粉末组成，上述各种粉末的粒度均为100-400目；按上述重量比例称取Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末，用三维混料机混合40-60min，得到胎体材料；
二、准备金刚石：将粒度为25/30—70/80的金刚石用三维混料机混合15-30min；
三、将上述混合均匀的金刚石与上述混合均匀的胎体材料按金刚石15-30％、胎体材料85-70％的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量为基数加入6/kg的石蜡，对此混合料进行充分润湿；
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min，得到节块坯料；
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型，得到压坯；
六、将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中，820-860℃温度、200-350kg/cm2压力下保温1-2min；
七、模具冷却后，拆模，得到金刚石节块；
八、对上述金刚石节块的待焊接面进行打磨，得到符合要求的待焊接弧面；
九、将上述金刚石节块和65Mn材质的基体，在20-35KW高频感应焊接机上焊接在一起，得到大理石刀头；高频感应焊接机的电流900-1000A，焊接时间5-10S，焊料为HL841铜焊料；
十、按质量标准检验金刚石节块与基体间的扭矩，焊接强度符合要求，观察金刚石节块外观，无膨胀、鼓泡和烧损等现象；
十一、对焊接好的大理石刀头经过整形、开刃和抛光等后处理工序，得到合格的产品。
本实施例的一种新型胎体材料，由如下重量份数的组份混合而成：
Cu-Zn-Sn合金粉末  15％
Cu粉末            15％
Cu-Co-Fe合金粉末  70％
上述各种粉末的粒度均为100-400目。
实施例二：
本发明一种新型金刚石节块的制备方法，通过如下步骤实现：
一、准备胎体材料：胎体材料主要由25％的Cu-Zn-Sn合金粉末、25％的Cu粉末和50％的Cu-Co-Fe合金粉末组成，上述各种粉末的粒度均为100-400目；按上述重量比例称取Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末，用三维混料机混合40-60min，得到胎体材料；
二、准备金刚石：将粒度为25/30—70/80的金刚石用三维混料机混合15-30min；
三、将上述混合均匀的金刚石与上述混合均匀的胎体材料按金刚石15-30％、胎体材料85-70％的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量为基数加入8/kg的石蜡，对此混合料进行充分润湿；
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min，得到节块坯料；
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型，得到压坯；
六、将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中，820-860℃温度、200-350kg/cm2压力下保温1-2min；
七、模具冷却后，拆模，得到金刚石节块；
八、对上述金刚石节块的待焊接面进行打磨，得到符合要求的待焊接弧面；
九、将上述金刚石节块和65Mn材质的基体，在20-35KW高频感应焊接机上焊接在一起，得到大理石刀头；高频感应焊接机的电流900-1000A，焊接时间5-10S，焊料为HL841铜焊料；
十、按质量标准检验金刚石节块与基体间的扭矩，焊接强度符合要求，观察金刚石节块外观，无膨胀、鼓泡和烧损等现象；
十一、对焊接好的大理石刀头经过整形、开刃和抛光等后处理工序，得到合格的产品。
本实施例的一种新型胎体材料，由如下重量份数的组份混合而成：
Cu-Zn-Sn合金粉末  25％
Cu粉末            25％
Cu-Co-Fe合金粉末  50％
上述各种粉末的粒度均为100-400目。
实施例三：
本发明一种新型金刚石节块的制备方法，通过如下步骤实现：
一、准备胎体材料：胎体材料主要由20％的Cu-Zn-Sn合金粉末、20％的Cu粉末和60％的Cu-Co-Fe合金粉末组成，上述各种粉末的粒度均为100-400目；按上述重量比例称取Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末，用三维混料机混合40-60min，得到胎体材料；
二、准备金刚石：将粒度为25/30—70/80的金刚石用三维混料机混合15-30min；
三、将上述混合均匀的金刚石与上述混合均匀的胎体材料按金刚石15-30％、胎体材料85-70％的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量为基数加入10/kg的石蜡，对此混合料进行充分润湿；
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物用三维混料机混合45-60min，得到节块坯料；
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型，得到压坯；
六、将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中，820-860℃温度、200-350kg/cm2压力下保温1-2min；
七、模具冷却后，拆模，得到金刚石节块；
八、对上述金刚石节块的待焊接面进行打磨，得到符合要求的待焊接弧面；
九、将上述金刚石节块和65Mn材质的基体，在20-35KW高频感应焊接机上焊接在一起，得到大理石刀头；高频感应焊接机的电流900-1000A，焊接时间5-10S，焊料为HL841铜焊料；
十、按质量标准检验金刚石节块与基体间的扭矩，焊接强度符合要求，观察金刚石节块外观，无膨胀、鼓泡和烧损等现象；
十一、对焊接好的大理石刀头经过整形、开刃和抛光等后处理工序，得到合格的产品。
本实施例的一种新型胎体材料，由如下重量份数的组份混合而成：
Cu-Zn-Sn合金粉末  20％
Cu粉末            20％
Cu-Co-Fe合金粉末  60％
上述各种粉末的粒度均为100-400目。

Claims (2)

1.一种大理石刀头的制备方法，其特征在于：通过如下步骤实现：
一、准备胎体材料：胎体材料主要由15-25％的Cu-Zn-Sn合金粉末、15-25％的Cu粉末和70-50％的Cu-Co-Fe合金粉末组成，上述各种粉末的粒度均为100-400目；按上述重量比例称取Cu-Zn-Sn合金粉末、Cu粉末和Cu-Co-Fe合金粉末，混合均匀，得到胎体材料；
二、准备金刚石：将粒度为25/30—70/80的金刚石混合均匀；
三、将上述混合均匀的金刚石与上述混合均匀的胎体材料按金刚石15-30％、胎体材料85-70％的重量比例混合在一起，得到混合料，并以此混合料的重量为基数加入6-10ml/kg的石蜡，对此混合料进行充分润湿；
四、将上述混合料与上述石蜡的混合物混合均匀，得到节块坯料；
五、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型，得到压坯；
六、将压坯装入石墨模具，在真空热压烧结机中，820-860℃温度、200-350kg/cm2压力下保温1-2min；
七、模具冷却后，拆模，得到金刚石节块；
八、将上述金刚石节块和65Mn材质的基体，在高频感应焊接机上焊接在一起，得到大理石刀头；高频感应焊接机的电流900-1000A，焊接时间5-10S，焊料为铜焊料；
九、对焊接好的大理石刀头经过整形、开刃和抛光，得到合格的产品。
2.一种新型胎体材料，其特征在于：主要由如下重量份数的组份混合而成：
Cu-Zn-Sn合金粉末  15-25％
Cu粉末            15-25％
Cu-Co-Fe合金粉末  70-50％
上述各种粉末的粒度均为100-400目。
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