CN104289718B - 大理石刀头的制备方法及所用到的胎体材料 - Google Patents
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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
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;按上述重量百分比称取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%的重量百分比混合在一起,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,对此混合料混合均匀,进行充分润湿,得到节块坯料;
四、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
五、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;
六、模具冷却后,拆模,得到金刚石节块;
七、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;
八、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。
一种胎体材料,主要由如下重量百分比的组份混合而成:
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;按上述重量百分比称取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%的重量百分比混合在一起,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。
本实施例的一种胎体材料,由如下重量百分比的组份混合而成:
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;按上述重量百分比称取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%的重量百分比混合在一起,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。
本实施例的一种胎体材料,由如下重量百分比的组份混合而成:
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;按上述重量百分比称取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%的重量百分比混合在一起,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。
本实施例的一种胎体材料,由如下重量百分比的组份混合而成:
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;按上述重量百分比称取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%的重量百分比混合在一起,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,对此混合料混合均匀,进行充分润湿,得到节块坯料;
四、将上述节块坯料在1.5-2.0t/cm2压力下压制成型,得到压坯;
五、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;
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七、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;
八、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。
2.一种胎体材料,其特征在于:主要由如下重量百分比的组份混合而成:
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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