CN216175389U - 一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，包括上部设有开口的内杯和套在内杯外侧的外杯，内杯用于放置金刚石微粉及金属结合剂，内杯和外杯配合紧密，内杯底壁设有中空结构的锥形凸起，锥形凸起的上端与内杯的顶端在同一平面内，外杯包括上部外杯和下部外杯，下部外杯的底壁与内杯的底端紧密配合，上部外杯的顶壁与内杯上端紧密配合，且上部外杯和下部外杯的内部高度之和小于等于内杯的外部高度。如此，加工难度低，材料利用率高，生产成本明显下降；模具内孔曲线光滑，金属丝拉制阻力小，拉制效果好。

Description

一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件

技术领域

本实用新型涉及聚晶金刚石模具技术领域，更具体地说，涉及一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件。

背景技术

聚晶金刚石模具是目前一种较为广泛应用的高温模具，因其耐受温度高、磨耗率小、高温阶段变形小、受热震循环影响小等优势，在现有机械加工、金属拉丝等领域有着无可取代的地位和作用，特别是在各类金属拉丝应用中，因其对有色金属良好的化学稳定、温度稳定性及尺寸稳定性，基本占据了拉丝模具的绝大多数产品份额。

而现有聚晶金刚石模具多为环形结构，其通常由6圆柱状聚晶金刚石加工而成，中心孔的加工既要求加工精度能够满足使用要求，又要求在保证能够加工毛坯的情况下不损伤毛坯，对于聚晶金刚石材料来说，这样的加工难度极大，目前常用的加工方式通常为电火花或激光加工，但激光加工方式往往精度有限，且两种方式加工效率均较低，且在加工中产生的高温可能会对聚晶金刚石自身产生内在损失，影响后期使用效果。同时这种加工方式本身也是对金刚石材料的一种浪费。

因此，如何解决以上问题，成为本领域专业技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，以解决现有的聚晶金刚石模具中心孔加工方式通常为电火花或激光加工，但激光加工方式往往精度有限，两种方式加工效率均较低，且在加工中产生的高温可能会对聚晶金刚石自身产生内在损失，影响后期使用效果。同时这种加工方式不仅加工难度大、又会造成金刚石材料的浪费，增加了加工成本的问题。

本实用新型的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件采用如下技术方案：

一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，包括上部设有开口的内杯和套在所述内杯外侧的外杯，所述内杯用于放置金刚石微粉及金属结合剂，所述内杯和所述外杯配合紧密，所述内杯底壁设有中空结构的锥形凸起，所述锥形凸起的上端与所述内杯的顶端在同一平面内，所述外杯包括上部外杯和下部外杯，所述下部外杯的底壁与所述内杯的底端紧密配合，所述上部外杯的顶壁与所述内杯上端紧密配合，且所述上部外杯和所述下部外杯的内部高度之和小于等于所述内杯的外部高度。

优选地，所述锥形凸起包括上部直线段和下部锥形段，所述上部直线段为实心结构且沿竖直方向延伸，所述下部锥形段为中空结构，且沿从上往下，所述下部锥形段的截面积逐渐增大。

优选地，所述上部直线段的高度h为0-2mm。

优选地，所述下部锥形段的内侧顶面与侧壁的连接处设有圆角。

优选地，所述下部锥形段的空腔内设有支撑块。

优选地，所述金属结合剂的质量占所述金刚石微粉及金属结合剂总质量的3-15%。

优选地，所述锥形凸起的锥度α为0-15°。

优选地，所述支撑块由MgO与NaCl按质量比1:0.1-1:0.5的比例混合并压制而成。

优选地，所述圆角的半径R为0.1-1mm。

优选地，所述内杯的高度为3-15mm，壁厚为0.05-0.30mm，所述上部开口的宽度为5-30mm。

本实用新型的有益效果是：一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，通过内杯、上部外杯、下部外杯组成的金属杯组件，制备聚晶金刚石模具时，由金刚石微粉及金属结合剂放入金属杯组件中后，经高温高压制得，所制得的聚晶金刚石模具为环形，聚晶金刚石模具中心孔直接成型，加工难度大大降低，对材料没有浪费，本方案将原有需要在合成后进行的中心孔加工前移至组装阶段，使聚晶金刚石在成型期间即具备成品所需的中孔形状，从而减少加工环节对设备人员及金刚石自身的材料损耗，同时对现有的合成腔体没有提出较大的更改，生产成本将大大下降，而由于合成中受力更为均匀，其形成的内部中孔曲线将更为圆滑，更利于金属丝拉制成型。如此，解决了现有的聚晶金刚石模具中心孔加工方式通常为电火花或激光加工，但激光加工方式往往精度有限，两种方式加工效率均较低，且在加工中产生的高温可能会对聚晶金刚石自身产生内在损失，影响后期使用效果。同时这种加工方式不仅加工难度大、又会造成金刚石材料的浪费，增加了加工成本的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本实用新型实施例中用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件剖面图；

图2为本实用新型实施例中内杯的剖面图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的B处局部放大图。

图中：

1-内杯，2-锥形凸起，3-上部外杯，4-下部外杯，5-上部直线段，6-下部锥形段，7-支撑块，8-圆角，9-金刚石微粉及金属结合剂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参考图1-4所示，本具体实施方式提供了一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，包括上部设有开口的内杯1和套在内杯1外侧的外杯，内杯1用于放置金刚石微粉及金属结合剂9，内杯1和外杯配合紧密，外杯包括上部外杯3和下部外杯4，具体地，上部外杯3的顶壁与内杯1上端紧密配合，外杯的内侧壁和内杯1的外侧壁紧密配合，且上部外杯3和下部外杯4的内部高度之和小于等于内杯1的外部高度。

进一步地，内杯1底壁设有中空结构的锥形凸起2，锥形凸起2的上端与内杯1的顶端在同一平面内，下部外杯4的底壁与内杯1的底端紧密配合，具体地，如图1-2所示，锥形凸起2包括上部直线段5和下部锥形段6，上部直线段5为实心结构且沿竖直方向延伸，下部锥形段6为中空结构，且沿从上往下，下部锥形段6的截面积逐渐增大，具体地，如图2和图4所示，锥形凸起2的锥度α为0~15°，上部直线段5的高度h为0-2mm，可以为1mm、2mm等，具体视情况而定。

进一步地，如图2所示，下部锥形段6的内侧顶面与侧壁的连接处设有圆角8，具体地，圆角8的半径R为0.1-1mm，圆角8半径R可以为0.1mm、0.5mm或1mm等，具体视情况而定。

需要说明的是，通过本实施例中的金属杯组件制得的聚晶金刚石模具为环形结构，内孔为锥形且前端为直孔。

同时，为了保证聚晶金刚石模具的形状不因外力或高温高压变形，锥形段的空腔内设有支撑块7，具体地，支撑块7由MgO与NaCl按质量比1:0.1-1:0.5的比例混合并压制而成。

如此设置，解决了现有的聚晶金刚石模具中心孔加工方式通常为电火花或激光加工，但激光加工方式往往精度有限，两种方式加工效率均较低，且在加工中产生的高温可能会对聚晶金刚石自身产生内在损失，影响后期使用效果。同时这种加工方式不仅加工难度大、又会造成金刚石材料的浪费，增加了加工成本的问题。

在本实施例的优选方案中，金属结合剂的质量占金刚石微粉及金属结合剂9总质量的3~15%。

本实施例中，内杯1的高度为3-15mm，壁厚为0.05-0.30mm，上部开口的宽度为5-30mm，具体的数值视具体情况而定。

综上，使用该金属杯组件制备聚晶金刚石模具时，操作步骤如下：

1）在内杯1内部锥形凸起2两侧的空腔中加入混合好的金刚石微粉及金属结合剂9粉料并压实；

2）使用上部外杯3套于内杯1外侧并压紧；

3）将支撑块7放入锥形凸起2的空腔并套紧下部外杯4；

4）将上述金属杯组件放入合成腔体中，经高温高压制得所需聚晶金刚石模具毛坯；

5）将金刚石模具毛坯经喷砂、酸浸后，得到所述聚晶金刚石模具。

进一步地，金刚石模具为环形，内孔为锥形且前端为直孔，该模具加工难度低，材料利用率高，生产成本明显下降；模具内孔曲线光滑，金属丝拉制阻力小，拉制效果好。

本方案将原有需要在合成后进行的中心孔加工前移至组装阶段，使聚晶金刚石在成型期间即具备成品所需的中孔形状，从而减少加工环节对设备人员及金刚石自身的材料损耗，同时对现有的合成腔体没有提出较大的更改，生产成本将大大下降，而由于合成中受力更为均匀，其形成的内部中孔曲线将更为圆滑，更利于金属丝拉制成型。

需要说明的是，文中α为内杯锥形凸起的下部锥形段的锥度，h为上部直线段的高度，R为锥形凸起内壁顶部圆角，本文所阐述的“上”“下”“内”“外”是在该金属杯组件处于如图1摆放状态时之所指。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，包括上部设有开口的内杯和套在所述内杯外侧的外杯，所述内杯用于放置金刚石微粉及金属结合剂，所述内杯和所述外杯配合紧密，所述内杯底壁设有中空结构的锥形凸起，所述锥形凸起的上端与所述内杯的顶端在同一平面内，所述外杯包括上部外杯和下部外杯，所述下部外杯的底壁与所述内杯的底端紧密配合，所述上部外杯的顶壁与所述内杯上端紧密配合，且所述上部外杯和所述下部外杯的内部高度之和小于等于所述内杯的外部高度。

2.如权利要求1所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述锥形凸起包括上部直线段和下部锥形段，所述上部直线段为实心结构且沿竖直方向延伸，所述下部锥形段为中空结构，且沿从上往下，所述下部锥形段的截面积逐渐增大。

3.如权利要求2所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述上部直线段的高度h为0-2mm。

4.如权利要求2所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述下部锥形段的内侧顶面与侧壁的连接处设有圆角。

5.如权利要求2所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述下部锥形段的空腔内设有支撑块。

6.如权利要求1所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述金属结合剂的质量占所述金刚石微粉及金属结合剂总质量的3-15%。

7.如权利要求1所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述内杯的高度为3-15mm，壁厚为0.05-0.30mm，所述上部开口的宽度为5-30mm。

8.如权利要求1所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述锥形凸起的锥度α为0-15°。

9.如权利要求5所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述支撑块由MgO与NaCl按质量比1:0.1-1:0.5的比例混合并压制而成。

10.如权利要求4所述的用于制备聚晶金刚石模具的金属杯组件，其特征在于，所述圆角的半径R为0.1-1mm。

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