一种金刚石刀头用胎体粉末、制备方法及金刚石刀头技术

本发明专利技术涉及金刚石刀头技术领域，尤其是涉及的是一种金刚石刀头用胎体粉末、制备方法及金刚石刀头。其中，金刚石刀头由工作层和焊接层组成，焊接层至少采用两种粉料混合制成。其中制备金刚石刀头的胎体粉末采用两种不同用途的胎体粉末A和B，胎体粉末A的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，10％～13％Cu，3％～8％Zn，0.5％～2％Sn，0.5％～1％P，Zn和Sn均以合金的形式加入，P元素是无机非金属元素，且以化合物的形式加入。胎体粉末B的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，15％～20％Cu，3％～8％Zn，其中的Zn以单一金属和合金相结合的形式加入。本发明专利技术制备的金刚石刀头改善了产品焊接面的焊接性能，提高了产品与基体间的焊接强度；产品锋利度和寿命提升10

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石刀头用胎体粉末、制备方法及金刚石刀头


[0001]本专利技术涉及金刚石刀头
，尤其是涉及的是一种金刚石刀头用胎体粉末、制备方法及金刚石刀头。

技术介绍

[0002]从2021年以来，随着全球大宗商量价格不断攀升，加之世界范围内的物流受限，金刚石工具行业所用的原材料成本大幅上升，至今涨幅已达50％以上。如何降低原材料成本，如何提升产品的性价比，成为我们这个行业目前迫切需要解决的难题。传统的金刚石刀头采用的都是铁、铜、钴、锡等价格较高的金属，然后单一结构设计，在三段式工艺下生产，成本较高、对金刚石存在浪费。如何用一种用低价元素替代较贵的金属元素，并对结构进行分层设计，再辅以精准的多段式生产工艺，生产出具备原先性能的低成本金刚石刀头的方法就显得尤为重要了。

技术实现思路

[0003]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种金刚石刀头用胎体粉末、制备方法及金刚石刀头。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种金刚石刀头用胎体粉末，胎体粉末的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，10％～13％Cu，3％～8％Zn，0.5％～2％Sn，0.5％～1％P，Zn和Sn均以合金的形式加入，P元素是无机非金属元素，且以化合物的形式加入。
[0007]一种金刚石刀头用胎体粉末，胎体粉末的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，15％～20％Cu，3％～8％Zn，其中的Zn以单一金属和合金相结合的形式加入。
[0008]一种金刚石刀头的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：胎体粉的配制：将所需的各种粉末按前述的各组分比例准确称量，依次倒入最适容积的三维混料机中，再根据200克/公斤的添加比例加入混料介质，同时使混料机中的加料空间在2/3～3/4之间。混料机转速定在40～50rpm，在室温和无保护气体的情况下，混料1小时，经此操作可制得两种不同用途的胎体粉末A和B。胎体粉末A的各组分及重量百分比为Fe：72％～80％、Cu：10％～13％、Zn：3％～8％、Sn：0.5％～2％、P：0.5％～1％，Zn和Sn均以合金的形式加入，P元素是无机非金属元素，且以化合物的形式加入。胎体粉末B的各组分及重量百分比为Fe：72％～80％、Cu：15％～20％、Zn：3％～8％，其中的Zn以单一金属和合金相结合的形式加入。
[0010]步骤二：金刚石的添加：按设计要求将所需的几种金刚石进行准确称量并单一方向搅拌混合均匀，然后按0.6ml/Kg的比例，将润湿剂加入到金刚石中，并再次搅拌均匀。最
后，将搅拌好的金刚石加入到前述的胎体粉A中，并以相同的工艺，再次混料1小时。
[0011]步骤三：刀头的冷压成型：经前述两个环节即可制得所需的胎体混合料A+和B。将制得的两种混合料装入到冷压机两个料斗中，安装定制的投料料盒(料盒与模腔间距1.3mm)，调整压制的频率为38次/min，压制压力2.0KN/cm2，保持单重波动在
‑
1.0％～1.5％，B料成型厚度在1.3
‑
1.5mm。经此工序可制得冷压坯体。
[0012]步骤四：刀头的高温烧结：将冷压坯体装入到对应尺寸的石墨模具中，然后利用烧结机进行高温烧结。
[0013]优选的，金刚石采用粒径为250
‑
500微米的人造单晶金刚石，金刚石的热冲击强度TTI在76～88之间。
[0014]优选的，混料介质为铁链或钢球中的任意一种。混料介质是辅助粉末混合的介质体，其能够提升粉末的混合程度。
[0015]优选的，润湿剂为石蜡。润湿剂是通过降低其表面能，能使固体物料更易被水浸湿的物质的表面活性剂。
[0016]优选的，高温烧结的烧结工艺如下：
[0017]第一阶段，以5度/秒的速率从室温升温至550度，压力从0升至30KN，对冷压坯体进行初步预热，提高致密度和模具间配合度；
[0018]第二阶段，在550度、30KN保温保压15秒，在该温度，低熔点金属熔化，并在毛细管作用下进行一定程度的流动，填充颗粒间间隙；
[0019]第三阶段，以3.5度/秒的速率升温至810度，压力升至115KN，粉末全部熔化，致密度提升；
[0020]第四阶段，以1.5度/秒的速率从810升温至820度，压力升至125KN，防止发生冲温过烧等不良影响；
[0021]第五阶段，在820度、125KN保温120秒，混合料充分融合，并进行一定程度的合金化；
[0022]第六阶段，以8度/秒的速率降温至625度，压力降至30KN，快速降温，使产品具备足够的硬度；
[0023]第七阶段，以5度/秒的速率从625度降至500度，压力保压至结束，降低降温速率，有利于刀头内部应力的释放，提高强度。
[0024]一种金刚石刀头，金刚石刀头由工作层和焊接层组成，焊接层至少采用两种粉料混合制成。
[0025]通过采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术设置焊接层改善了产品焊接面的焊接性能，提高了产品与基体间的焊接强度；由刀头制成的锯片产品锋利度和寿命提升10
‑
25％；在保持产品性能优势的前提下，成本下降35％，提升了产品的性价比；通过此制备方法能够节约资源，减少浪费，对金刚石的使用效率提升了15％。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0028]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，并且附图是示意性的，并不一定按照实际的比例绘制。
[0029]为了更清楚地说明本专利技术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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个或数个实施例，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，还可以根据此类附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术金刚石刀头的结构示意图；
[0031]图2为现有金刚石刀头的结构示意图；
[0032]图3为传统高温烧结工艺的多个阶段的温度、压力值变化图；
[0033]图4为本专利技术金刚石刀头的制备方法中高温烧结新工艺的多个阶段的温度、压力值变化图。
[0034]主要附图标记说明：1、焊接层；2、工作层。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，但并不用于限定本专利技术。
[0036]在本说明书的描述中，参考术语“一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石刀头用胎体粉末，其特征在于，所述胎体粉末的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，10％～13％Cu，3％～8％Zn，0.5％～2％Sn，0.5％～1％P，Zn和Sn均以合金的形式加入，P元素是无机非金属元素，且以化合物的形式加入。2.根据权利要求1所述的金刚石刀头用胎体粉末，其特征在于，所述胎体粉末的各组分及重量百分比如下：72％～80％Fe，15％～20％Cu，3％～8％Zn，其中的Zn以单一金属和合金相结合的形式加入。3.一种金刚石刀头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：胎体粉的配制：将所需的各种粉末按前述的各组分比例准确称量，依次倒入最适容积的三维混料机中，再根据200克/公斤的添加比例加入混料介质，同时使混料机中的加料空间在2/3～3/4之间。混料机转速定在40～50rpm，在室温和无保护气体的情况下，混料1小时，经此操作可制得两种不同用途的胎体粉末A和B。步骤二：金刚石的添加：按设计要求将所需的几种金刚石进行准确称量并单一方向搅拌混合均匀，然后按0.6ml/Kg的比例，将润湿剂加入到金刚石中，并再次搅拌均匀。最后，将搅拌好的金刚石加入到前述的胎体粉A中，并以相同的工艺，再次混料1小时。步骤三：刀头的冷压成型：经前述两个环节即可制得所需的胎体混合料A+和B。将制得的两种混合料装入到冷压机两个料斗中，安装定制的投料料盒(料盒与模腔间距1.3mm)，调整压制的频率为38次/min，压制压力2.0KN/cm2，保持单重波动在
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1.0％～1.5％，B料成型厚度在1.3
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1.5mm。经此工序可制得冷压坯体。步骤四：刀头的高温烧结：将冷压坯体装入到对应尺寸的石墨模具中，然后利用烧结机进行高温烧结。4.根据权利要求3所述的金刚石刀头的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓荣，李斌，王勇，
申请(专利权)人：泉州众志金刚石工具有限公司，
类型：发明
国别省市：