CN109158589B - 细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具，生产方法包括以下步骤：1)细粒度金刚石表面进行至少两层的不同金属粉末的复合包覆，制得粒径增大的金刚石包覆体；2)用冷压成型设备把胎体粉末压成胎体薄片；3)对胎体薄片进行喷胶；4)利用负压通过吸盘吸起金刚石包覆体，再有序排列放置在涂有胶水的胎体薄片上；5)将放置有金刚石包覆体的若干胎体薄片复合叠加，放置模具中，进行热压烧结。本发明实现细粒度金刚石有序排列的效果，大大提高胎体对金刚石的把持力，同时解决了细粒度金刚石吸盘难加工、加工费用高的劣势。
Description
技术领域
本发明涉及金刚石工具生产技术，具体是指一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具。
背景技术
普通金刚石工具中，金刚石在胎体中的分布是无序的，在机械混合的过程中就会发生偏析。金刚石会发生聚集，在切割过程中金刚石的利用率就会降低，并且会增大切割阻力。
金刚石有序排列技术，可以使金刚石在胎体中均匀分布，每一颗金刚石都可以发挥加工的作用，锋利度可以提高30%以上，很快在高端市场占有了一席之地。但是在对切割质量要求较高的场所，对切割也有了更高的要求，除了工具要有较好的锋利度之外，要求切边要整齐，不崩边，这就要求使用粒径更小的金刚石，但是传统的有序排列工具只能排布45/50以粗的金刚石，这就对有序排列提出了新的挑战。
目前采用负压原理进行有序排列的技术，吸附金刚石的吸盘是关键技术。由于对吸盘孔径的精度、孔径更细的吸孔加工费用较高，制约了细粒度金刚石有序排列的发展。
因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，实现细粒度金刚石有序排列的效果，大大提高胎体对金刚石的把持力，同时解决了细粒度金刚石吸盘难加工、加工费用高的劣势。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，包括以下步骤：
1）细粒度金刚石表面进行至少两层的不同金属粉末的复合包覆，制得粒径增大的金刚石包覆体；
2）用冷压成型设备把胎体粉末压成胎体薄片；
3）对胎体薄片进行喷胶；
4）利用负压通过吸盘吸起金刚石包覆体，再有序排列放置在涂有胶水的胎体薄片上；
5）将放置有金刚石包覆体的若干胎体薄片复合叠加，放置模具中，进行热压烧结。
所述1）步骤中，所采用的细粒度金刚石的粒度范围包括40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120。
所述1）步骤中，细粒度金刚石表面复合包覆的金属材料包括Ti、Cr、Cu、Sn、Co、Ni中的至少两种材料。
所述1）步骤中，细粒度金刚石复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。
所述1）步骤中，细粒度金刚石的第一层复合包覆采用高温扩散包覆工艺，把包覆金属材料和细粒度金刚石按照1:4-6的重量比混合，置于镀钛炉胆中，在真空状态下加热到800-860摄氏度，保温1.5-2小时，冷却后得到包裹体。
所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用电镀包覆工艺，经过第一层复合包覆的细粒度金刚石置于阴极，预镀金属材料作为阳极，预镀金属材料的盐溶液与阴极和阳极连接，通过直流电源的带电粒子的定向运动，使被镀的阳离子在阴极得到电子被还原成单质，从而包裹在金刚石表面。
所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用化学镀包覆工艺，经过经过第一层复合包覆的细粒度金刚石放置于预镀金属材料的盐溶液中，在催化剂的作用下，利用还原反应，把溶液中离子还原到金刚石表面。
所述2）步骤中，使用的胎体粉末为成型性能好且可以使用冷压机压成薄片的预合金粉末。
所述2）步骤中，使用的胎体粉末包括Co20-35份、Fe15-30份、Cu15-25份、Ni1-8份、Sn3-8份。
本发明的另一目的在于提供一种有序排列细粒度金刚石工具，包括复合叠加一起的若干层薄片，该薄片包括有由胎体粉末冷压成型的胎体薄片，涂置在胎体薄片上的胶水层，及均匀布置在胶水层上的金刚石包覆体，该金刚石包覆体包括细粒度金刚石和依次复合包裹在该细粒度金刚石表面上的至少两层的不同金属镀膜。
所述细粒度金刚石的粒度范围包括40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120。
所述金属镀膜包括Ti、Cr、Cu、Sn、Co、Ni中的至少两种材料。
所述细粒度金刚石复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。
所述细粒度金刚石的第一层金属镀膜采用高温扩散包覆方式，把包覆金属材料和细粒度金刚石按照1:4-6的重量比混合，置于镀钛炉胆中，在真空状态下加热到800-860摄氏度，保温1.5-2小时，冷却后得到第一层金属镀膜。
所述细粒度金刚石的非第一层金属镀膜采用电镀包覆方式，经过第一层金属镀膜的细粒度金刚石置于阴极，预镀金属材料作为阳极，预镀金属材料的盐溶液与阴极和阳极连接，通过直流电源的带电粒子的定向运动，使被镀的阳离子在阴极得到电子被还原成单质，从而包裹在带有第一层金属镀膜的细粒度金刚石表面。
所述细粒度金刚石的非第一层金属镀膜采用采用化学镀包覆方式，经过第一层金属镀膜的细粒度金刚石放置于预镀金属材料的盐溶液中，在催化剂的作用下，利用还原反应，把溶液中离子还原到带有第一层金属镀膜的细粒度金刚石表面。
所述胎体粉末为成型性能好且可以使用冷压机压成薄片的预合金粉末。
所述胎体粉末包括Co20-35份、Fe15-30份、Cu15-25份、Ni1-8份 、Sn3-8份。
采用上述方案后，本发明一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具，相对于现有技术的有益效果在于：本发明创新地采用在细粒度金刚石表面进行金属粉末复合包裹镀覆，至少进行两层的复合包覆，于此增大细粒度金刚石的直径，再运用常规吸附吸盘进行均匀排布的方法，吸盘利用负压把包覆好的金刚石吸住，然后放在到经过涂抹胶水的胎体薄片上，胎体薄片再经过叠加复合，装到模具中，热压成型得到金刚石结块。本发明方法解决了细粒度金刚石吸盘难加工、加工费用高的劣势，节省成本达15-20%；细粒度金刚石经过复合包覆，胎体对金刚石的把持力提高了20-30%；利用负压原理进行金刚石的排布，设备投入比德国飞羽设备降低50%以上。
附图说明
图1是本发明薄片的示意图；
图2是本发明胎体薄片上涂覆胶水层的示意图；
图3是本发明金刚石包覆体的示意图。
标号说明
薄片1，胎体薄片11，胶水层12，
金刚石包覆体13，细粒度金刚石131，金属镀膜132。
实施方式
下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。
本案涉及一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，包括以下步骤：
1）细粒度金刚石表面进行至少两层的不同金属粉末的复合包覆，制得粒径增大的金刚石包覆体；
2）用冷压成型设备把胎体粉末压成胎体薄片；
3）对胎体薄片进行喷胶；
4）利用负压通过吸盘吸起金刚石包覆体，再有序排列放置在涂有胶水的胎体薄片上；
5）将放置有金刚石包覆体的若干胎体薄片复合叠加，放置模具中，进行热压烧结。
优选的，所述1）步骤中，所采用的细粒度金刚石的粒度范围包括40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120。细粒度金刚石表面复合包覆的金属材料包括Ti、Cr、Cu、Sn、Co、Ni中的至少两种材料。细粒度金刚石复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。
优选的，所述1）步骤中，细粒度金刚石的第一层复合包覆采用高温扩散包覆工艺，把包覆金属材料和细粒度金刚石按照1:4-6（较佳的1:5）的重量比混合，置于镀钛炉胆中，在真空状态下加热到800-860（较佳的830）摄氏度，保温1.5-2小时，冷却后得到包裹体。
优选的，所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆可以采用电镀包覆工艺或者化学镀包覆工艺。其中，电镀包覆工艺为：经过第一层复合包覆的细粒度金刚石置于阴极，预镀金属材料作为阳极，预镀金属材料的盐溶液与阴极和阳极连接，通过直流电源的带电粒子的定向运动，使被镀的阳离子在阴极得到电子被还原成单质，从而包裹在金刚石表面。化学镀包覆工艺具体为：细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用化学镀包覆工艺，经过经过第一层复合包覆的细粒度金刚石放置于预镀金属材料的盐溶液中，在催化剂的作用下，利用还原反应，把溶液中离子还原到金刚石表面。
优选的，所述2）步骤中，使用的胎体粉末为成型性能好且可以使用冷压机压成薄片的预合金粉末。具体一实施例，使用的胎体粉末包括Co20-35份、Fe15-30份、Cu15-25份、Ni1-8份 、Sn3-8份。
本发明的另一目的在于提供一种有序排列细粒度金刚石工具，如图1-3所示，包括复合叠加一起的若干层薄片1，该薄片1包括有胎体薄片11、胶水层12及复数个金刚石包覆体13。胎体薄片11由胎体粉末冷压成型构成。胶水层12涂置在胎体薄片11上，复数个金刚石包覆体13均匀布置在胶水层12上。金刚石包覆体13包括细粒度金刚石131和依次复合包裹在该细粒度金刚石131表面上的至少两层的金属镀膜132。该至少两层的金属镀膜132为不同金属的镀膜。
优选的，所述细粒度金刚石131的粒度范围包括40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120。金属镀膜132包括Ti、Cr、Cu、Sn、Co、Ni中的至少两种材料。细粒度金刚石131复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。粒度越细，包覆后的粒径越大。具体来讲，粒度40-60的，增大范围为1.05-2倍，粒度70-120的，增大范围为3-5倍。
优选的，所述细粒度金刚石131的第一层金属镀膜采用高温扩散包覆方式，把包覆金属材料和细粒度金刚石按照1:4-6的重量比混合，置于镀钛炉胆中，在真空状态下加热到800-860摄氏度，保温1.5-2小时，冷却后得到第一层金属镀膜。
优选的，所述细粒度金刚石131的非第一层金属镀膜可以采用电镀包覆方式或者化学镀包覆方式。电镀包覆方式具体为：经过第一层金属镀膜的细粒度金刚石置于阴极，预镀金属材料作为阳极，预镀金属材料的盐溶液与阴极和阳极连接，通过直流电源的带电粒子的定向运动，使被镀的阳离子在阴极得到电子被还原成单质，从而包裹在带有第一层金属镀膜的细粒度金刚石表面。化学镀包覆方式具体为：经过第一层金属镀膜的细粒度金刚石放置于预镀金属材料的盐溶液中，在催化剂的作用下，利用还原反应，把溶液中离子还原到带有第一层金属镀膜的细粒度金刚石表面。
优选的，所述成型为胎体薄片11的胎体粉末选择成型性能好且可以使用冷压机压成薄片的预合金粉末。具体一实施例，胎体粉末包括Co20-35份、Fe15-30份、Cu15-25份、Ni1-8份 、Sn3-8份。
本发明有序排列细粒度金刚石工具创新地采用在细粒度金刚石表面进行复合包裹镀覆金属镀膜，并且至少复合包覆不同金属镀膜的两层，于此增大细粒度金刚石的直径，于此即可运用常规吸附吸盘进行均匀排布的方式，吸盘利用负压把包覆好的细粒度金刚石吸住，然后放在胎体薄片的胶水层上，若干胎体薄片经过叠加复合，热压成型得到细粒度金刚石有序排列的金刚石结块。本发明方法解决了细粒度金刚石吸盘难加工、加工费用高的劣势，节省成本达15-20%；细粒度金刚石经过复合包覆，胎体对金刚石的把持力提高了20-30%；能够利用负压原理进行金刚石的排布，设备投入比德国飞羽设备降低50%以上。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。
Claims (6)
1.一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）细粒度金刚石表面进行至少两层的不同金属粉末的复合包覆，制得粒径增大的金刚石包覆体；
2）用冷压成型设备把胎体粉末压成胎体薄片；
3）对胎体薄片进行喷胶；
4）利用负压通过吸盘吸起金刚石包覆体，再有序排列放置在涂有胶水的胎体薄片上；
5）将放置有金刚石包覆体的若干胎体薄片复合叠加，放置模具中，进行热压烧结；
所述1）步骤中，所采用的细粒度金刚石的粒度范围包括40/45、45/50、50/60、60/70、70/80、80/100、100/120；所述1）步骤中，细粒度金刚石的第一层复合包覆采用高温扩散包覆工艺，所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用电镀包覆工艺或者化学镀包覆工艺；细粒度金刚石复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。
2.如权利要求1所述的一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，其特征在于，所述1）步骤中，细粒度金刚石表面复合包覆的金属材料包括Ti、Cr、Cu、Sn、Co、Ni中的至少两种材料。
3.如权利要求1所述的一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，其特征在于，所述1）步骤中，细粒度金刚石的第一层复合包覆采用高温扩散包覆工艺，把包覆金属材料和细粒度金刚石按照1:4-6的重量比混合，置于镀钛炉胆中，在真空状态下加热到800-860摄氏度，保温1.5-2小时，冷却后得到包裹体。
4.如权利要求1所述的一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，其特征在于，所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用电镀包覆工艺，经过第一层复合包覆的细粒度金刚石置于阴极，预镀金属材料作为阳极，预镀金属材料的盐溶液与阴极和阳极连接，通过直流电源的带电粒子的定向运动，使被镀的阳离子在阴极得到电子被还原成单质，从而包裹在金刚石表面。
5.如权利要求1所述的一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法，其特征在于，所述1）步骤中，细粒度金刚石的非第一层复合包覆采用化学镀包覆工艺，经过第一层复合包覆的细粒度金刚石放置于预镀金属材料的盐溶液中，在催化剂的作用下，利用还原反应，把溶液中离子还原到金刚石表面。
6.一种有序排列细粒度金刚石工具，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法制备而成，工具包括复合叠加一起的若干层薄片，该薄片包括有由胎体粉末冷压成型的胎体薄片，涂置在胎体薄片上的胶水层，及均匀布置在胶水层上的金刚石包覆体，该金刚石包覆体包括细粒度金刚石和依次复合包裹在该细粒度金刚石表面上的至少两层的不同金属镀膜；所述细粒度金刚石复合包覆后的粒径增大范围为原粒径的1.05-5倍。
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