CN201361825Y

CN201361825Y - 新型钎焊-烧结金刚石工具节块

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Publication number: CN201361825Y
Application number: CNU2008900000086U
Authority: CN
Inventors: 张小军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2018-03-27

Abstract

一种钎焊－烧结金刚石工具节块，包括结合剂(1，11，12，13，14)、金刚石磨粒与钎料的混合物，上述金刚石磨粒与钎料的混合物固结成至少一根直条状金刚石磨粒棒(2，21)，此至少一根直条状金刚石磨粒棒(2，21)包覆于上述结合剂(1，11，12，13，14)内且与上述结合剂(1，11，12，13，14)固结在一起。上述烧结与钎焊相结合的方法，成功解决了多层钎焊金刚石节块的问题，大大提高了金刚石工具节块的使用寿命。由于对烧结中的金刚石磨粒进行了有序的排列，同时又具有钎焊金刚石产品的全部优势，且生产过程易实现自动化，可应于烧结金刚石的全部产品。

Description

新型钎焊-烧结金刚石工具节块

技术领域

[1]本发明涉及硬脆材料加工领域，具体涉及一种金刚石工具，广泛应用于单(多)晶硅等高硬度晶体、石材切割，以及玻璃、陶瓷、宝石、石墨加工行业。

背景技术

[2]目前已有的金刚石工具通常可分为单层电镀和多层烧结(包括热固化)两大类，由于实际磨削作业的多样性与复杂性，单层与多层工具各有所长，其中单层电镀金刚石工具由于电镀工艺简单，制作容易；无需修整修锐，使用方便，因此在金刚石工具的生产应用中都一直占据着很大的份额。但是由于电镀金刚石工具上电沉积的镀层金属与磨料和磨具基体的界面上均不存在牢固的化学冶金结合。磨料只是被机械地包埋在镀层与基体之间，因此金属镀层对金刚石磨粒的把持力小，极容易因磨料脱落和镀层成片剥离而导致砂轮的整体失效。另外，由于镀层厚，磨料出露高度低，容屑空间小，电镀砂轮磨削时很容易因切屑的粘附堵塞而失效。同时，电镀砂轮上磨料本身的有效利用率也极低。

[3]国外在90年代初开始研究用钎焊代替电镀开发新一代单层钎焊金刚石工具，借助高温钎焊使钎料在金刚石磨粒与金属基体界面上发生溶解、扩散、化合之类的相互作用从而提高基体对金刚石磨粒的把持力，改善磨料、结合剂(钎料合金)、基体三者之间的结合强度。金刚石钎焊技术，可实现金刚石、结合剂和金属基体界面化学冶金结合，具有较高的结合强度，很薄的结合剂厚度，极高的裸露高度，实现金刚石的充分利用，提高了工具的寿命和加工效率，改变了以往电镀沉积及烧结金刚石把持力不高的特点。钎焊金刚石工具一般包括金属基体、金属节块和金刚石磨粒，金属节块固定在金属基体的周沿，金刚石磨粒钎焊在金属节块的两端面上，这种钎焊金刚石工具，金刚石磨粒一般都是单层钎焊，其工作层只有一层，使用寿命较短。

发明内容

[4]本发明的目的是提供一种可多层钎焊、使用寿命较长的新型钎焊-烧结金刚石工具节块。

[5]本发明的技术方案是这样的：新型钎焊-烧结金刚石工具节块，包括结合剂、金刚石磨粒与钎料的混合物，上述金刚石磨粒与钎料的混合物固结成至少一根直条状金刚石磨粒棒，此至少一根直条状金刚石磨粒棒包覆于上述结合剂内且与上述结合剂固结在一起。

[6]上述结合剂为块状结合剂，上述块状结合剂上设有复数个直条状容置腔，上述各直条状金刚石磨粒棒分别对应容置于上述各直条状容置腔内与上述结合剂固结在一起。

[7]上述各直条状容置腔相互平行。

[8]上述各直条状容置腔在上述块状结合剂上呈点阵排列。

[9]上述块状结合剂呈圆柱形或圆弧形或圆环形或长方形。

[10]上述直条状容置腔的横截面呈圆形或长方形或梯形或不规则多边形。

[11]上述直条状容置腔与上述直条状金刚石磨粒棒之间衬设有金属管，上述直条状金刚石磨粒棒、上述金属管和上述结合剂固结在一起。

[12]还包括金属管，上述直条状金刚石磨粒棒固结于上述金属管内，管内固结有上述直条状金刚石磨粒棒的上述各金属管包覆于上述结合剂内且与上述结合剂固结在一起。

[13]上述至少一根直条状金刚石磨粒棒随机分布在上述结合剂内。

[14]上述各直条状金刚石磨粒棒中的金刚石磨粒沿垂直于金刚石工具节块工作面的方向紧密排列。

[15]采用上述方案后，本发明的钎焊-烧结金刚石工具节块，采用了烧结与钎焊相结合的方法，金刚石磨粒和钎料的混合物钎焊成直条状金刚石磨粒棒，复数根直条状金刚石磨粒棒通过结合剂烧结固定在一起形成金刚石工具节块。本发明成功解决了多层钎焊金刚石节块的问题，大大提高了金刚石工具节块的使用寿命。本发明实质上就是对烧结中的金刚石磨粒进行了有序的排列，同时又具有钎焊金刚石产品的全部优势，且生产过程易实现自动化，可应于烧结金刚石的全部产品，如圆盘锯片、钻头、带锯、桶锯、绳锯、磨头、砂轮等。

附图说明

[16]图1为本发明实施例一的结构示意图。

[17]图2为本发明实施例二的结构示意图。

[18]图3为本发明实施例三的结构示意图。

[19]图4为本发明实施例四的结构示意图。

[20]图5为本发明实施例五的结构示意图。

[21]图6为本发明实施例六的结构示意图。

[22]图7为图6的局部剖示放大图。

[23]图8为本发明实施例七的结构示意图。

[24]图9为本发明实施例八的结构示意图。

[25]图10为本发明实施例九的结构示意图。

具体实施方式

[26]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例一如图1所示，包括四方形块状结合剂1和复数根直条状金刚石磨粒棒2，块状结合剂1通过机械的方式由金属粉压制而成，块状结合剂1上沿与金刚石工具节块工作面相垂直的方向开设有复数个相平行且呈点阵排列的直条状通孔，此直条状通孔的横截面可为圆形或长方形或梯形或不规则多边形，将混合好的金刚石磨粒及钎料分别填充到各直条状通孔内，将金刚石磨粒、钎料、块状结合剂1三者一起进行钎焊-烧结，金刚石磨粒及钎料在直条状通孔内钎焊成直条状金刚石磨粒棒2，直条状金刚石磨粒棒2填充于块状结合剂1的直条状通孔内并与直条状通孔的内侧壁烧结固定在一起，且各直条状金刚石磨粒棒2中的金刚石磨粒沿垂直于金刚石工具节块工作面的方向紧密排列。

[27]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例二如图2所示，其与实施例一的区别在于：块状结合剂11呈圆弧形。

[28]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例三如图3所示，具体是一种砂轮节块，包括环形块状结合剂12和复数根直条状金刚石磨粒棒2，块状结合剂12通过机械的方式由金属粉压制而成，块状结合剂1上沿与砂轮节块工作面(块状结合剂12的外圆柱面)相垂直的方向开设有复数个相平行且呈点阵排列的直条状通孔，此直条状通孔的横截面可为圆形或长方形或梯形或不规则多边形，将混合好的金刚石磨粒及钎料分别填充到各直条状通孔内，将金刚石磨粒、钎料、块状结合剂12三者一起进行钎焊-烧结，金刚石磨粒及钎料在直条状通孔内钎焊成直条状金刚石磨粒棒2，直条状金刚石磨粒棒2填充于块状结合剂12的直条状通孔内并与直条状通孔的内侧壁烧结固定在一起，且各直条状金刚石磨粒棒2中的金刚石磨粒沿垂直于砂轮节块工作面的方向紧密排列。

[29]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例四如图4所示，是一种钻头节块，包括环形块状结合剂13和复数根直条状金刚石磨粒棒21，块状结合剂13通过机械的方式由金属粉压制而成，块状结合剂13上沿与钻头节块工作面(块状结合剂13的外端面)相垂直的方向开设有复数个相平行且贯通块状结合剂13厚度方向的直条状通槽，将混合好的金刚石磨粒及钎料分别填充到各直条状通槽内，将金刚石磨粒、钎料、块状结合剂13三者一起进行钎焊-烧结，金刚石磨粒及钎料在直条状通槽内钎焊成直条状金刚石磨粒棒21，直条状金刚石磨粒棒21填充于块状结合剂13的直条状通槽内并与直条状通槽的内侧壁烧结固定在一起，且各直条状金刚石磨粒棒21中的金刚石磨粒沿垂直于钻头节块工作面的方向紧密排列。

[30]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例五如图5所示，也是一种钻头节块，其与实施例四的区别在于：块状结合剂13上开设有水槽131。

[31]本发明的上述各实施例中，通过合适的工艺，可先将金刚石磨粒及钎料钎焊成直条状金刚石磨粒棒，再将直条状金刚石磨粒棒对应装入预制的块状结合剂的直条状通孔(槽)内，最后经烧结固定在一起形成金刚石工具节块。

[32]本发明的上述各实施例中，通过合适的工艺，也可先将金刚石磨粒及钎料装入金属管内，再将装有金刚石磨粒及钎料的金属管对应装入预制的块状结合剂的直条状通孔(槽)内，最后经钎焊-烧结固定在一起形成金刚石工具节块。

[33]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例六如图6、7所示，也是一种砂轮节块，包括环形块状结合剂12、复数根直条状金刚石磨粒棒2和复数根金属管3，将混合好的金刚石磨粒及钎料分别填充到各金属管3中，将管内填充有金刚石磨粒及钎料的金属管3与金属粉混合在一起进行压制并钎焊-烧结，金刚石磨粒及钎料在金属管3内钎焊成直条状金刚石磨粒棒2，且直条状金刚石磨粒棒2与金属管3的内侧壁钎焊固定在一起，且各直条状金刚石磨粒棒2中的金刚石磨粒沿金属管3的长度方向紧密排列，金属粉被压制烧结成环形块状结合剂12且环形块状结合剂12内随机分布有复数根管内钎焊有直条状金刚石磨粒棒2的金属管3，最终形成砂轮节块。

[34]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例七如图8所示，包括四方形块状结合剂1、复数根直条状金刚石磨粒棒2和复数根金属管3，将混合好的金刚石磨粒及钎料分别填充到各金属管3中，将管内填充有金刚石磨粒及钎料的金属管3管口方向一致地间隔排列成相互平行的复数列，各列中的金属管3相互紧密排布，所有管内填充有金刚石磨粒及钎料的金属管3通过金属粉压制并钎焊-烧结固定在一起，金刚石磨粒及钎料在金属管3内钎焊成直条状金刚石磨粒棒2，直条状金刚石磨粒棒2填充于金属管3内并与金属管3的内侧壁钎焊固定在一起，且各直条状金刚石磨粒棒2中的金刚石磨粒沿金属管3的长度方向紧密排列，金属粉被压制烧结成四方形块状结合剂1且块状结合剂1内相平行地排列有复数根管内钎焊有直条状金刚石磨粒棒2的金属管3，最终形成金刚石工具节块。

[35]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例八如图9所示，其与实施例七的区别在于：块状结合剂11呈圆弧形。

[36]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，实施例九如图10所示，是一种串珠节块，其与实施例七的区别在于：块状结合剂14呈圆柱状。

[37]本发明的实施例六、七、八、九，可如上述各实施例所述的那样，先将加有金刚石磨粒和钎料的金属管和调制好的金属粉一同装入石墨模具内，经压制并烧结钎焊成型，一次性同时完成烧结和钎焊的工作。当然，也可先将装有金刚石磨粒和钎料的金属管先进行钎焊，再将管内钎焊有金刚石磨粒和钎料的金属管裁制成所需长度的小段，最后将裁制好的各金属管和调制好的金属粉一同装入石墨模具内，经压制烧结成节块，各节块之间通过石墨块分隔开来。

[38]本发明的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，烧结过程可以单独烧结成金刚石工具节块，也可以和金属基体同时烧结成为一整体的金刚石工具。

Claims

[1]1、新型钎焊-烧结金刚石工具节块，包括结合剂、金刚石磨粒与钎料的混合物，其特征在于：上述金刚石磨粒与钎料的混合物固结成至少一根直条状金刚石磨粒棒，此至少一根直条状金刚石磨粒棒包覆于上述结合剂内且与上述结合剂固结在一起。
[2]2、根据权利要求1所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述结合剂为块状结合剂，上述块状结合剂上设有复数个直条状容置腔，上述各直条状金刚石磨粒棒分别对应容置于上述各直条状容置腔内与上述结合剂固结在一起。
[3]3、根据权利要求2所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述各直条状容置腔相互平行。
[4]4、根据权利要求3所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述各直条状容置腔在上述块状结合剂上呈点阵排列。
[5]5、根据权利要求2所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述块状结合剂呈圆柱形或圆弧形或圆环形或长方形。
[6]6、根据权利要求2所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述直条状容置腔的横截面呈圆形或长方形或梯形或不规则多边形。
[7]7、根据权利要求2所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述直条状容置腔与上述直条状金刚石磨粒棒之间衬设有金属管，上述直条状金刚石磨粒棒、上述金属管和上述结合剂固结在一起。
[8]8、根据权利要求1所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：还包括金属管，上述直条状金刚石磨粒棒固结于上述金属管内，管内固结有上述直条状金刚石磨粒棒的上述各金属管包覆于上述结合剂内且与上述结合剂固结在一起。
[9]9、根据权利要求1所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述至少一根直条状金刚石磨粒棒随机分布在上述结合剂内。
[10]10、根据权利要求1-9任一项所述的新型钎焊-烧结金刚石工具节块，其特征在于：上述各直条状金刚石磨粒棒中的金刚石磨粒沿垂直于金刚石工具节块工作面的方向紧密排列。