一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法制造技术

本发明专利技术公开了一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法，该烧结金刚石铣刀胎体包括Cu粉、Zn粉、Co粉、Sn粉、Ti粉及Cr粉；采用该胎体制备的铣刀，其工作层高度为7.6～8.2mm，壁厚为2.9～3.4mm，直径为17～21mm，金钢石粒度为50/60～70/80，浓度为92～108％；该铣刀的制法为选用基体并配制胎体，将胎体与金刚石混合，烧结制成金刚石烧结体，并将其固定于基体上即可。优点为首先制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力弱；其次，采用该胎体制备的铣刀，提高了加工效率及加工质量；同时通过控制烧结温度、烧结压强等，形成的胎体对金刚石的包镶能力弱，提高了铣刀的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铣刀领域，尤其涉及一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法。
技术介绍
由于氧化铝陶瓷具有机械强度高、硬度高、耐磨、耐腐蚀及耐高温等优点，其被广泛应用于纺织、石油、化工、电子、汽车、建筑及航空航天等领域，是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材料。随着氧化铝陶瓷的广泛使用，在加工过程中常常需要对氧化铝陶瓷进行铣削加工，如切边、开槽等，人们对氧化铝陶瓷的加工质量要求也越来越高。烧结金刚石铣刀由于硬度大、加工成本低，被人们广泛应用于高硬度的氧化铝陶瓷加工过程中。但烧结金刚石铣刀在铣削过程中，常常出现磨平磨钝、打滑等现象，不仅影响加工效率，还降低了工件的表面加工质量，其原因主要在于金刚石的磨损速度与胎体的磨损速度不能保持同一性，即胎体的磨损速度较慢，导致金刚石颗粒不能及时出露。因此，针对氧化铝陶瓷研制弱包镶能力的烧结金刚石铣刀及制作工艺，具有十分重要的意义。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种低熔点、低烧结温度的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体；本专利技术的第二目的是提供一种采用该弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体制备的具有高加工稳定性、加工效率及加工质量的铣刀；本专利技术的第三目的是提供该铣刀的制备方法。技术方案：本专利技术制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体按重量份数包括如下原料：Cu粉30～36份、Zn粉40～46份、Co粉8～12份、Sn粉6～10份、Ti粉4～8份及Cr粉3～6份。本专利技术以Cu和Zn为主要原料，添加少量的Co、Sn、Ti及Cr金属粉末进行合金化制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力弱，提高了铣刀的自锐性，减
少了对金刚石的损害，优选的，Cu粉32～34份、Zn粉43～45份、Co粉9～11份、Sn粉7～9份、Ti粉5～7份及Cr粉4～5份。本专利技术制备的铣刀，其包括由基体和金刚石烧结体组合而成的工作端，并在金刚石烧结体上设有水口，同时该金刚石烧结体由烧结金刚石铣刀胎体及金刚石混合而成，其中，金钢石粒度为50/60～70/80、浓度为92～108％，工作端的工作层高度为7.6～8.2mm，壁厚为2.9～3.4mm，直径为17～21mm。优选的，金刚石铣刀工作端的工作层高度可为7.8～8.0mm。进一步说，水口为圆孔形，而采用其他形状，如三角形、正方形或长方形等，一方面不利于铣刀模具的制作，成型性差，另一方面易在边角处发生应力集中，从而影响铣刀的性能；该水口有6个，水口数较多易导致工作层稳定性下降，较少则不利于排除细屑及冷却液的流入，散热效果差；其直径为1.8～2.2mm，优选可为1.9～2.1mm。本专利技术制备弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的方法包括如下步骤：(1)选用基体并根据待制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的工作层高度、壁厚、直径及水口，制备放置胎体的模具；(2)配制胎体，并将其与金刚石混合，置于上述模具中，在烧结温度为600～620℃、压强为14.3～14.6MPa条件下制成金刚石烧结体；(3)将上述金刚石烧结体保温1.6～1.9min，冷却至室温后，将其固定于基体上，即可制得弱包镶能力的烧结金刚石铣刀。本专利技术通过控制烧结温度、烧结压强及保温时间，使得形成的胎体对金刚石的包镶能力弱，且制得的金刚石铣刀对氧化铝陶瓷具有良好的加工效率和加工质量，优选的，烧结温度为608～612℃、烧结压强为14.4～14.5MPa、保温时间为1.7～1.8min。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：首先，以Cu和Zn为主要原料，添加少量的Co、Sn、Ti及Cr金属粉末进行合金化制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力较弱，使得金刚石铣刀的胎体能够及时磨损，与金刚石的磨损速度保持一致，从而提高了铣刀的自锐性，避免出现磨平磨钝及打滑的现象，获得良好的加工效果，且该胎体熔点低、烧结温度低，能够减少高温对金刚石质量的损害；其次，采用该胎体制备的铣刀，且通过设定该铣刀的工艺参数，使得其在对氧化铝陶瓷进行铣削时，大大降低了磨平磨钝及打滑频率，提高了加工效
率及加工质量，增加了工作寿命；同时，在制备该铣刀时，通过控制烧结温度、烧结压强及保温时间，以使胎体粉末很好地熔合并合金化，避免了对金刚石质量的损害，确保形成的胎体对金刚石的包镶能力较弱，且制得的金刚石铣刀对氧化铝陶瓷具有良好的加工效率和加工质量。附图说明图1为本专利技术制备的铣刀的结构示意图；图2为实施例1制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的端面磨损图；图3为实施例1制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的侧壁磨损图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。本专利技术制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体按重量份数包括如下原料：Cu粉30～36份、Zn粉40～46份、Co粉8～12份、Sn粉6～10份、Ti粉4～8份及Cr粉3～6份。本专利技术采用铜为主要原料，其与碳化物及骨架材料的相容性很好，有助于提高胎体的成型性和烧结性能；加入主要原料锌，其能改善烧结性能，在铜基胎体中能够生成金属间化合物，改善胎体磨损性和变形性；此外，添加钴能够改善胎体的成型性；锡能改善胎体的烧结性能；钛能够改善胎体与金刚石的粘结力，一定程度上保证了胎体的成型性；铬能够改善铜对金刚石的润湿性，并能有效提高胎体的抗弯强度。本专利技术采用的上述原料均可从市场上购买得到。本专利技术金刚石浓度采用400％浓度制，即金刚石浓度为100％时胎体中金刚石体积浓度为25％。实施例1胎体原料为：纯Cu粉30份，纯Zn粉40份，纯Co粉12份，纯Sn粉10份，纯Ti粉4份，纯Cr粉4份。如图1所示，本专利技术制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀，包括由基体1和金刚石烧结体2组合而成的工作端，并在金刚石烧结体2上设有水口3，同时该金刚石烧结体2由烧结金刚石铣刀胎体及金刚石混合而成，其中，金钢石粒度为50/60、浓度为92％，水口数为6个，水口成圆孔形，水口直径为1.8mm，工作端的工作层高度为7.6mm，壁厚为2.9mm，铣刀直径为17mm。铣刀制备方法包括：首先选择合适的金属基体，加工成所需的形状大小，并根据待制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的工作层高度、壁厚、直径及水口，制备放置胎体的模具；其次，配制胎体，将金刚石与该胎体混合后装入石墨模具中，在烧结温度为600℃、压强为14.3MPa条件下热压烧结，当混合料接近塑性状态时加压成型，烧结制成金刚石烧结体；最后将该金刚石烧结体进行保温1.6min后，冷却至室温，待金刚石烧结体冷却后，将其钎焊固定在金属基体上，即可。结合图2及图3可知，烧结金刚石钻头的金刚石存在着完整晶形、局部微破碎、大面积及整体破碎以及脱落坑等情况，其中局部微破碎的情况较多，很难观察到金刚石的磨平状态，说明胎体的磨损速度与金刚石的磨损速度保持同一性，金刚石能够及时出露，时刻保持自锐性，具有较好的加工性能，且制备的烧结金刚石铣刀，胎体对金刚石的成型性好，包镶能力弱，自锐性好，加工效率高。实施例2胎体原料为：纯Cu粉36份，纯Zn粉43份，纯Co粉8份，纯Sn粉6份，纯Ti粉4份，纯Cr粉3份。铣刀的工艺参数为：工作层高度为8.2mm，壁厚为3.4mm，铣刀直径为21mm，水口数为6个，水口成圆孔形，水口直径为2.2mm，金刚石粒度为70/80，金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于按重量份数包括如下原料：Cu粉30～36份、Zn粉40～46份、Co粉8～12份、Sn粉6～10份、Ti粉4～8份及Cr粉3～6份。

【技术特征摘要】
1.一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于按重量份数包括如下原料：Cu粉30～36份、Zn粉40～46份、Co粉8～12份、Sn粉6～10份、Ti粉4～8份及Cr粉3～6份。2.根据权利要求1所述的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于：所述Cu粉32～34份、Zn粉43～45份、Co粉9～11份、Sn粉7～9份、Ti粉5～7份及Cr粉4～5份。3.一种铣刀，其特征在于：包括由基体(1)和金刚石烧结体(2)组合而成的工作端，并在金刚石烧结体(2)上设有水口(3)，同时该金刚石烧结体(2)由权利要求1或2所述的烧结金刚石铣刀胎体及金刚石混合而成，其中，金钢石粒度为50/60～70/80、浓度为92～108％，工作端的工作层高度为7.6～8.2mm，壁厚为2.9～3.4mm，直径为17～21mm。4.根据权利要求3所述的铣刀，其特征在于：所述工作端(1)的工作层高度为7.8～8.0mm。5.根据权利要求3所述的铣刀，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，吴国荣，王生，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32