CN106799871B - 可变形成三维型式的钻石复合片及其制造方法 - Google Patents

可变形成三维型式的钻石复合片及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有可变形成三维型式的立体复合钻石材料(PCD)的制造方法，主要包括下列步骤：准备钻石复合片；在钻石复合片中打洞；利用蜗旋的切割方式从该洞向外缘切割。PCD与台金结合时，可轻易制造成披覆有钻石复合片的三维的钻石工具及/或钻石零件。

Description

可变形成三维型式的钻石复合片及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种可变形成三维型式的钻石复合片及其制造方法，主要是利用蜗旋切割的方式制成可变形成三维型式的钻石复合片(PCD)。将此钻石复合片与台金结合时，可轻易制造成披覆有钻石复合片的三维结构，如钻石工具及钻石零件等。
【背景技术】
随着被加工材料不断演进，为了降低切削阻力及增加可加工性，因此不断提地升刀具的外型。钻石复合片因为不易塑形，使用上仍停留在二维的型式上。
最早期仅仅将钻石复合片切成块状，结合方式是使用焊或黏贴或螺丝锁在各种型式的台金(业界对金属层的通称，大多指钨钢，但有时包括非钨钢)上，来造成整体刀具是三维的，但是钻石复合片本身仍只作二维方式的使用。
因此，最新的做法是Megadiamond直接在压机内成形螺旋刀具，此般作法可呈现三维的钻石复合刀片刀具。但是为了配合压机的容量，刀具总体积小，产量低，成本昂贵。
因此，有必要提供一种可变形成三维型式的钻石复合片的加工方式，来克服现有技术的缺点。
【发明内容】
本发明公开了一种可从平面型式变形成三维型式的钻石复合片，以供与台金结合使用。当该钻石复合片与台金结合时，自然顺着台金的对应形状而成型成三维状态，而进一步使台金制成披覆有钻石复合片的三维结构，使该台金具有钻石复合片所提供优点，如高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等。此钻石复合片可用于，例如：制造钻石工具、钻石零件……等物体。
本发明进一步公开了一种制造此钻石复合片的方法，其利用蜗旋切割的方式，将平面型式的钻石复合片制成可变形成三维型式的钻石复合片。根据本发明，可确实克服传统钻石复合片在做成三维工具时，加工成形困难的缺点。
本发明的详细特征及优点，将可藉由以下实施方式说明及附图而易于了解。
【附图说明】
图1为根据本发明一实施例的结构处于平面状态的俯视示意图。
图2为根据本发明一实施例的结构处于平面状态的侧视示意图。
图3为根据本发明一实施例的结构从平面状态变形成三维状态的示意图。
图4为根据本发明一实施例的在作复数切割结构的侧视示意图。
图5为本发明一种应用方式的示意图。
图6为本发明另一种应用方式的示意图。
【具体实施方式】
如图1至3所示，本发明的钻石复合片10包括钻石层12与硬质层14，两者相互结合成一复合片。该钻石复合片10最初为一呈现平面型态的锭状(pastille)/盘状(disk)平面型式的钻石复合材料坯体，其外层披覆有该钻石层12，下层为硬质层14。钻石层12为一钻石复合材料。将锭状/盘状的钻石复合片10在其内的一垂直于平面型式的钻石复合材料坯体的中心轴打出一洞20后(参图1及图2)，使用例如电火花线切割等加工法，来延伸该洞20，使该洞20沿较佳为一蜗旋方向，朝向钻石复合片10的一外缘延伸使该洞20延伸出一贯穿平面型式的钻石复合材料坯体的截面的蜗旋(spiral)条纹(参图1及图2)。此切割加工，可保留最外缘不切断、或也可切断该外缘。进行前述切割加工时，较佳地是同时切割钻石层12及硬质层14。所切割出的该蜗旋条纹的间隙，较佳为0.1mm至60mm。所切割的蜗旋条纹(以下简称“蜗纹”)的形状，可为三角形、多角形状或圆形。钻石复合片10于切割后，可沿该中心轴变形成一蜗形体。藉此，该可变形成三维型式钻石复合片可在该平面型态与一沿该中心轴的方向延伸的一蜗形体型态之间转变。切割蜗纹时可带角度切割，角度为0.1度至90度。
如图4所示，根据本发明的另一实施例，也可以在一钻石复合片10上，以前述方法，切割出数个蜗纹。所切割的蜗旋条纹的形状，可为三角形、多角形状或圆形。
前述钻石层12与硬质层14结合而成的复合片中，合成后钻石层12的厚度与硬质层14的厚度比较佳为1:2至1:20。钻石层12的厚度较佳约为0.1厘米至10厘米。该硬质层14的厚度较佳约为0厘米至100厘米。
根据前述，本发明利用蜗旋切割的方式，将一平面型式的钻石复合片10坯体，制成可变形成三维型式的钻石复合片。将此钻石复合片与欲结合的物体上的台金，以例如烧结等方式结合时，可自然顺着台金的外形特征而结合于该外形特征上，从原本的平面型态转变成一沿该中心轴的方向延伸的一蜗形体型态，而成型成三维状态的特性，使台金具有该钻石复合片的优点，而为现有技术带来长足的进步。
根据以上特点，本发明进一步提供一种可变形式三维钻石复合片的制造方法，含有以下步骤：
A)准备一平面型式的钻石复合片坯体。平面型式的钻石复合片坯体具有一钻石层及一硬质层。
B)将该平面型式的钻石复合片沿一垂直的中心轴打一洞。
C)将该钻石复合片自该洞沿一蜗旋方向从内往外切割成一可变形成三维型式的钻石复合片。切割时，较佳地同时切割钻石层及硬质层。可顺时针或逆时针切割。
D)该切割步骤B)可进一步包括：于切到该钻石复合片的一外缘前即停止的步骤、或切断该外缘的步骤的其中之一。
将该可变形成三维型式的钻石复合片焊或黏在其他具有一外形特征的台金上，配合该外形特征，而沿一大致垂直于该平面型式的钻石复合片坯体的垂直方向延展成一三维结构。
图5公开的应用例显示，本发明的可变形成三维型式的钻石复合片，可应用在飞机前端的锥形头上(图4)。钻石具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的优点，由于可变形成三维型式的钻石复合片能轻易顺应该飞机前端的外形特征，在与该飞机前端结合后，可使该飞机前端具有钻石的耐高温、耐腐蚀、耐磨损的优点，所以在高空中可抵挡住严酷环境的考验。
图6公开的应用例显示，本发明的可变形成三维型式的钻石复合片，亦可运用在人工关节上，利用其耐磨及抗腐蚀且不会被人体排斥的特性，使人工关节获得改善。
如果台金的形状为球形，本发明可将两片三维钻石复合片合体成为一个完整个球型。
此外，本发明也可用于散热技术，可利用钻石的导热速度迅速把热源导出来保护芯片，并利用此蜗旋结构创造较大的散热面积。
【附图标记说明】
10 钻石复合片
12 钻石层
14 硬质层
20 洞

Claims (10)

1.一种可变形成三维型式的钻石复合片，其特征在于，包括：
平面型式的钻石复合片坯体，其呈现平面型态、且具有外缘；
设于所述平面型式的钻石复合片坯体中的中心轴的洞；
从所述洞沿蜗旋方向朝所述外缘延伸的蜗纹，其中所述蜗纹贯穿所述平面型式的钻石复合材料坯体的一截面，其中所述蜗纹采用电火花线切割加工；
其中，所述可变形成三维型式的钻石复合片能够在所述平面型态与沿所述中心轴的方向延伸的蜗形体型态之间转变。
2.如权利要求1所述的可变形成三维型式的钻石复合片，其特征在于，所述平面型式的钻石复合片包括钻石层及硬质层。
3.如权利要求1所述的可变形成三维型式的钻石复合片，其特征在于，所述蜗纹的间距为0.1mm至60mm。
4.如权利要求1所述的可变形成三维型式的钻石复合片，其特征在于，所述蜗纹的延伸形状选自下列形状的其中之一：三角形、多角形状、或圆形。
5.如权利要求1所述的可变形成三维型式的钻石复合片，其特征在于，所述蜗纹的切割角度为0.1-90度。
6.一种结合有可变形成三维型式的钻石复合片的物体，其特征在于，包括：
台金部分，所述台金部分具有外形特征；
如权利要求1-5中任一项所述的可变形成三维型式的钻石复合片；
其中，所述蜗形体型态是由所述可变形成三维型式钻石复合片与所述台金部分的所述外形特征结合所形成。
7.一种制造可变形成三维型式的钻石复合片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)准备平面型式的钻石复合片坯体；
(B)将所述平面型式的钻石复合片沿垂直的中心轴打洞；
(C)将所述平面型式的钻石复合片自所述洞沿蜗旋方向从内往外切割成可变形成三维型式的钻石复合片，其中所述切割为电火花线切割。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平面型式的钻石复合片包括钻石层及硬质层。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(B)是同时切割所述钻石层及所述硬质层。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所切割的蜗旋条纹的间距为0.1mm至60mm。
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