CN210648485U - 金刚石刀头热压烧结模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金刚石刀头热压烧结模具，属于金刚石刀头加工制造技术领域，包括基体、第一压头和第二压头，基体上设有上下贯通的容置腔，容置腔用于容置第一压头和第二压头，第一压头和第二压头呈片状，第一压头数量为多个且沿高度方向分为两层，相邻的第一压头的端部搭接并沿自身厚度方向间隔排布，第二压头设于同层相邻的两个第一压头之间，第二压头与在厚度方向相邻的两个第一压头和高度方向相对的第一压头共同围成用于挤压金刚石刀头的成型腔；本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具，相比现有模具能够容置更多数量的金刚石刀头。

Description

金刚石刀头热压烧结模具

技术领域

本实用新型属于金刚石刀头加工制造技术领域，更具体地说，是涉及一种金刚石刀头热压烧结模具。

背景技术

金刚石刀头的热压烧结，是在特定温度和压力下对构成金刚石刀头的金刚石颗粒和作为粘结剂的金属粉末进行的烧结熔合，是一种粉末冶金过程。热压烧结时，将金刚石刀头置入石墨模具并通过热压机对其施加温度和压力。模具的主体由石墨制成，成本较高，且使用次数有限，尽管现有的模具中能够同时置入多个金刚石刀头，但如何能够置入更多的金刚石刀头仍是需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金刚石刀头热压烧结模具，旨在增加模具中可容纳的金刚石刀头的数量，降低金刚石刀头热压烧结成本的同时提高效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种金刚石刀头热压烧结模具，包括基体、第一压头和第二压头；

所述基体上设有上下贯通的容置腔，所述容置腔用于容置所述第一压头和第二压头；

所述第一压头和第二压头呈片状，所述第一压头数量为多个且沿高度方向分为两层，相邻的所述第一压头的端部搭接并沿自身厚度方向间隔排布，所述第二压头设于同层相邻的两个所述第一压头之间，所述第二压头与在厚度方向相邻的两个所述第一压头和高度方向相对的所述第一压头共同围成用于挤压金刚石刀头的成型腔。

作为本申请另一实施例，所述第一压头凸出所述基体的上下表面。

作为本申请另一实施例，位于上层的所述第二压头的上端面与所述基体的上表面平齐，位于下层的所述第二压头的下端面与所述基体的下表面平齐。

作为本申请另一实施例，位于上层的所述第一压头和第二压头的上端面平齐，位于下层的所述第一压头和第二压头的下端面平齐，两层所述第一压头中的至少一层凸出所述基体表面。

作为本申请另一实施例，所述第一压头和第二压头的周围设有夹板，所述第一压头和第二压头借助所述夹板容置在所述容置腔中。

作为本申请另一实施例，所述夹板围成至少两个矩形腔，所述第一压头和第二压头分组夹设在所述矩形腔中。

作为本申请另一实施例，位于两端的所述第一压头和第二压头与所述夹板之间设有过渡块，所述过渡块设有用于与所述第一压头和第二压头表面贴紧的适配面以及与所述夹板表面贴紧的平面。

作为本申请另一实施例，所述夹板与所述容置腔的侧壁之间设有楔块，所述楔块用于为所述第一压头和第二压头提供水平夹紧力。

作为本申请另一实施例，所述基体包括钢圈以及固设在所述钢圈内壁上的石墨环，所述容置腔为所述石墨环的内侧空腔。

作为本申请另一实施例，所述基体至少为两个且层叠排布，上层的所述钢圈的下端与下层的所述石墨环的上端适配卡接，相邻两层所述石墨环之间设有垫板，所述垫板的上下两面分别与所述第一压头或第二压头抵接。

本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具，与现有技术相比，为了防止金刚石刀头在热压烧结过程中相互接触，通过第一压头和第二压头的交错设置，实现了相邻两金刚石刀头的隔离，相比现有技术中在相邻两金刚石刀头之间设置隔板的方式，更加充分的利用了模具内的空间，使模具内金刚石刀头的数量增加了将近一倍，从而间接降低了模具成本，直接提高了金刚石刀头的热压烧结效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的金刚石刀头热压烧结模具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的金刚石刀头热压烧结模具以通过金刚石刀头中心的竖直剖面剖开的结构示意图；

图3为第一压头、金刚石刀头和第二压头交错布置的第一种结构示意图；

图4为相比图3热压烧结完成后第一压头和第二压头上下端平齐的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的金刚石刀头处的横截面示意图；

图6为多个金刚石刀头热压烧结模具层叠摞置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的金刚石刀头热压烧结模具的俯视图；

图8为第一压头、金刚石刀头和第二压头交错布置的第二种结构示意图。

图中：1、基体；11、钢圈；12、石墨环；21、第一压头；22、第二压头； 3、金刚石刀头；4、垫板；51、夹板；511、侧夹板；512、端夹板；52、楔块； 53、过渡块；521、第一楔块；522、第二楔块；6、支撑装置。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具进行说明。金刚石刀头热压烧结模具，包括基体1、第一压头21和第二压头22；基体1上设有上下贯通的容置腔，容置腔用于容置第一压头21和第二压头22；第一压头21和第二压头22呈片状，第一压头21数量为多个且沿高度方向分为两层，相邻的第一压头21的端部搭接并沿自身厚度方向间隔排布，第二压头 22设于同层相邻的两个第一压头21之间，第二压头22与在厚度方向相邻的两个第一压头21和高度方向相对的第一压头21共同围成用于挤压金刚石刀头3的成型腔。

本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具，与现有技术相比，为了防止金刚石刀头3在热压烧结过程中相互接触，通过第一压头21和第二压头22的交错设置，实现了相邻两金刚石刀头3的隔离，相比现有技术中在相邻两金刚石刀头3之间设置隔板的方式，更加充分的利用了模具内的空间，使模具内金刚石刀头3的数量增加了将近一倍，从而间接降低了模具成本，直接提高了金刚石刀头3的热压烧结效率。

需要说明的是，金刚石刀头3在热压烧结过程中若相互接触，则会使他们熔合在一起，导致烧结失败，因此需要将他们互相隔开；热压烧结时，金刚石刀头3的上下端面受到第一压头21和第二压头22的挤压力；金刚石刀头3在热压烧结过程中会发生一定变化，热压烧结前密度小、体积大，热压烧结后密度变大、体积变小。具体的，第一压头21的高度大于第二压头22的高度；基体1的主体、第一压头21和第二压头22由石墨制成，耐高温。

与第一压头21分为上下两层对应的，成型腔和分为上下两层，上层的成型腔由位于上方的第二压头22和位于下方的第一压头21围成，下层的成型腔由位于上方的第一压头21和位于下方的第二压头22围成。

具体的，第一压头21和第二压头22与金刚石刀头3的截面形状一致，金刚石刀头3的截面形状可以是弧形、矩形等，本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具具有较强的通用性。

热压烧结时金刚石刀头3只在上下方向受到挤压力，其两侧及前后表面只受到约束力；金刚石刀头3两侧的约束力由基体1提供，前后表面与厚度方向相邻的第一压头21的表面贴紧从而受到约束力，第一压头21在基体1的约束下厚度方向的间隔保持不变，所以可以为金刚石刀头3提供厚度方向的约束力。在上述热压烧结方式下，金刚石刀头3在热压烧结过程中只有高度发生变化，其他尺寸保持不变，有利于控制热压烧结过程，保证成型质量。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图3，第一压头21凸出基体1的上下表面。热压烧结过程中，金刚石刀头 3的高度减小，因而第一压头21或第二压头22会发生高度方向的移动。第一压头21凸出基体1的表面为第一压头21的移动留出了空间。一般的，热压烧结完成后，第一压头21与基体1的表面平齐。本实施例中，第二压头22可以与基体1表面平齐，也可以凸出基体1表面，但是一般不会位于基体1表面的内侧。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图3，位于上层的第二压头22的上端面与基体1的上表面平齐，位于下层的第二压头22的下端面与基体1的下表面平齐。本实施例中，第一压头21伸出基体1表面的距离即为金刚石刀头3压缩的尺寸，便于控制金刚石刀头3的成型尺寸，保证成型质量。

热压烧结时，上下方的第一压头21分别受到向下和向上的压力，推动位于同一竖直方向上的金刚石刀头3和第二压头22运动，并与相邻的第一压头21 产生相对滑动；最终，在压力作用下，第一压头21和第二压头22都与基体1 的上下表面平齐，如图4所示，位于上层的第一压头21和第二压头22与基体 1的上表面平齐，位于下层的第一压头21和第二压头22与基体1的下表面平齐。一般的，第一压头21和第二压头22为石墨材料制成，润滑性能较佳，相对滑动时摩擦阻力小。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图8，位于上层的第一压头21和第二压头22的上端面平齐，位于下层的第一压头21和第二压头22的下端面平齐，两层第一压头21中的至少一层凸出基体表面1。本实施例提供了第一压头21和第二压头22的另一种布置方式。图8中只画出了本实施例的一种情况，即上层的第一压头21凸出基体1上表面、下层的第一压头21与基体1下表面平齐的情况，实际上还可以下层的第一压头 21凸出基体1的下表面、上层的第一压头21与基体1的上表面平齐，还可以上下层的第一压头21同时凸出基体1的上下表面。与上一实施例相同，本实施例中，热压烧结完成后，第一压头21和第二压头22同时处于如图4所示的与基体1的表面平齐的状态。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图2，第一压头21和第二压头22的周围设有夹板51，第一压头21和第二压头22借助夹板51容置在容置腔中。夹板51竖直设置，从侧面以及厚度方向夹紧第一压头21和第二压头22，使第一压头21、第二压头22和金刚石刀头3 在热压烧结过程中相互贴紧，不会产生缝隙，导致金刚石刀头3被挤入上述缝隙中，产生形状缺陷。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图7，夹板51围成至少两个矩形腔，第一压头21和第二压头22分组夹设在矩形腔中。具体的，夹板51包括侧夹板511和端夹板512，侧夹板511和端夹板512分别从侧面以及厚度方向夹紧第一压头21和第二压头22；需要注意的是，侧夹板511的长度小于位于两端的端夹板512之间的距离，防止侧夹板 511的两端抵触端夹板512，导致端夹板512无法有效提供厚度方向的夹紧力。本实施例中，侧夹板511的数量为三个，端夹板512的数量为两个，上述五个夹板51呈“日”字型分布，围成了两个截面为矩形的矩形腔，从而可以容置两组第一压头21和第二压头22，进一步增加了金刚石刀头3的数量。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图2，位于两端的第一压头21和第二压头22与夹板51之间设有过渡块53，过渡块53设有用于与第一压头21和第二压头22表面贴紧的适配面以及与夹板 51表面贴紧的平面。当金刚石刀头3的截面为弧形时，第一压头21和第二压头22的截面也为弧形，夹板51为平面，无法直接夹紧第一压头21和第二压头 22的前后表面，因此需要借助过渡块53夹紧第一压头21和第二压头22。当金刚石刀头3的截面为弧形时，过渡块53的适配面为弧面。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图7，夹板51与容置腔的侧壁之间设有楔块52，楔块52用于为第一压头 21和第二压头22提供水平夹紧力，保证在热压烧结过程中，第一压头21、第二压头22和金刚石刀头3在厚度方向相互贴紧，夹板51表面与第一压头21、第二压头22和金刚石刀头3的侧面贴紧。在楔块52提供的水平夹紧力作用下，第一压头21、第二压头22和金刚石刀头3，除上下端面外，其余侧面皆与相邻的零件挤压贴紧，除了具有防止热压烧结过程中产生缝隙的作用外，还能产生摩擦力使第一压头21、第二压头22和金刚石刀头3克服自身重力，保持在容置腔中，便于搬运。相比与现有技术中，通过螺钉固定压头的方式，通过楔块 52将第一压头21和第二压头22固定在容置腔中更为便于组装和拆卸，提高作业效率。

具体的，基体1为圆环状，容置腔为基体1的圆柱形空腔；楔块52的截面形状呈弓形，数量为四块，包括设有楔面的第一楔块521和未设置楔面的第二楔块522。

本实施例中，金刚石刀头3往模具中组装的过程为，首先将基体1置于特制的托块上，然后通过托块将夹板51固定在基体1内侧的容置腔中，围成两个矩形腔；将下层的第一压头21和第二压头22沿厚度方向依次插设在上述托块上，然后将金刚石刀头3以及上层的第一压头21和第二压头22以搭积木的方式组装到上述矩形腔中；所有金刚石刀头3都放置到矩形腔后，先将第二楔块 522放置到夹板51与基体1的间隙中，最后将设有楔面的第一楔块521压入夹板51与基体1的间隙中，将金刚石刀头3连同夹板51、第一压头21和第二压头22一同挤压夹紧在基体1的容置腔中。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图2，基体1包括钢圈11以及固设在钢圈11内壁上的石墨环12，容置腔为石墨环12的内侧空腔。

石墨环12需具有一定的径向厚度，保证具有足够的耐压强度；钢圈11可以保证石墨环12在第一压头21、第二压头22、金刚石刀头3、夹板51和楔块52外张力作用下不致崩坏，将上述零件牢固的箍紧在基体1的容置腔中。具体的，石墨环12的上端外缘设有便于钢圈11的下端滑动卡接的倒角；石墨环12 的上端面为锥面，防止因石墨环12上表面因制造误差凸起造成垫板4无法将第一压头21和第二压头22压至平齐，影响金刚石刀头3的成型尺寸和质量。

作为本实用新型提供的金刚石刀头热压烧结模具的一种具体实施方式，请参阅图6，基体1至少为两个且层叠排布，上层的钢圈11的下端与下层的石墨环12的上端适配卡接，相邻两层石墨环12之间设有垫板4，垫板4的上下两面分别与第一压头21或第二压头22抵接。

本实施例中，多个基体1能够层叠摞置，从而具有多个容置腔，能够容置更多金刚石刀头3，大大提高了一次烧结能够处理的金刚石刀头3的数量，从而有效利用热压机提供的热量，间接降低了电量消耗，提高了能源效率。图6 中为了图面清楚，只画出了两层基体1层叠摞置，实际上，一列中可以设置十个以上基体1，液压装置提供的下压力远远大于基体1的自重，因自重造成的上下层基体1中金刚石刀头3受到的压力不一致可以忽略不计。

热压机中设有液压装置，能够对上端基体1中的第一压头21和第二压头 22施加下压力，从而使整列基体1中的金刚石刀头3同时受到挤压力；垫板4 的作用是为第一压头21和第二压头22提供刚体平面，热压烧结完成后，如图 4所示，第一压头21和第二压头22的端部平齐且与基体1的表面平齐，且此时垫板4的上下面与基体1的上下表面平齐；热压烧结过程中，因为金刚石刀头3的高度变小，上下两层基体1之间的距离变小，上层的钢圈11与下层的石墨环12会产生相对滑动，如图6所示，下端的基体1下方需要设置支撑装置6，为第一压头21的下端提供支撑力，同时保证下端的基体1具有向下移动的空间；支撑装置6设有用于支撑第一压头21的支撑块，下端的基体1的钢圈11与支撑块的上端滑动卡接，支撑块可以由石墨制成，也可以由其他耐高温的材料制成，当由石墨制成时，其外围也设有钢圈11。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，包括基体、第一压头和第二压头；

所述基体上设有上下贯通的容置腔，所述容置腔用于容置所述第一压头和第二压头；

所述第一压头和第二压头呈片状，所述第一压头数量为多个且沿高度方向分为两层，相邻的所述第一压头的端部搭接并沿自身厚度方向间隔排布，所述第二压头设于同层相邻的两个所述第一压头之间，所述第二压头与在厚度方向相邻的两个所述第一压头和高度方向相对的所述第一压头共同围成用于挤压金刚石刀头的成型腔。

2.如权利要求1所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述第一压头凸出所述基体的上下表面。

3.如权利要求2所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，位于上层的所述第二压头的上端面与所述基体的上表面平齐，位于下层的所述第二压头的下端面与所述基体的下表面平齐。

4.如权利要求1所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，位于上层的所述第一压头和第二压头的上端面平齐，位于下层的所述第一压头和第二压头的下端面平齐，两层所述第一压头中的至少一层凸出所述基体表面。

5.如权利要求1所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述第一压头和第二压头的周围设有夹板，所述第一压头和第二压头借助所述夹板容置在所述容置腔中。

6.如权利要求5所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述夹板围成至少两个矩形腔，所述第一压头和第二压头分组夹设在所述矩形腔中。

7.如权利要求5所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，位于两端的所述第一压头和第二压头与所述夹板之间设有过渡块，所述过渡块设有用于与所述第一压头和第二压头表面贴紧的适配面以及与所述夹板表面贴紧的平面。

8.如权利要求5所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述夹板与所述容置腔的侧壁之间设有楔块，所述楔块用于为所述第一压头和第二压头提供水平夹紧力。

9.如权利要求1至8任一项所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述基体包括钢圈以及固设在所述钢圈内壁上的石墨环，所述容置腔为所述石墨环的内侧空腔。

10.如权利要求9所述的金刚石刀头热压烧结模具，其特征在于，所述基体至少为两个且层叠排布，上层的所述钢圈的下端与下层的所述石墨环的上端适配卡接，相邻两层所述石墨环之间设有垫板，所述垫板的上下两面分别与所述第一压头或第二压头抵接。

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