專利名稱：金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬脆材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石工具，廣泛應(yīng)用于單(多)晶硅等高硬度晶體、石材切割，以及玻璃、陶瓷、寶石、石墨加工行業(yè)。
背景技術(shù)：
目前已有的金剛石工具通常可分為單層電鍍和多層燒結(jié)(包括熱固化)兩大類，由于實(shí)際磨削作業(yè)的多樣性與復(fù)雜性，單層與多層工具各有所長(zhǎng)，
其中單層電鍍金剛石工具由于電鍍工藝簡(jiǎn)單，制作容易；無(wú)需修整修銳，使用方便，因此在金剛石工具的生產(chǎn)應(yīng)用中都一直占據(jù)著很大的份額。但是由于電鍍金剛石工具上電沉積的鍍層金屬與磨料和磨具基體的界面上均不存在牢固的化學(xué)冶金結(jié)合。磨料只是被機(jī)械地包埋在鍍層與基體之間，因此金屬鍍層對(duì)金剛石磨粒的把持力小，極容易因磨料脫落和鍍層成片剝離而導(dǎo)致砂輪的整體失效。另外，由于鍍層厚，磨料出露高度低，容屑空間小，電鍍砂輪磨削時(shí)很容易因切屑的粘附堵塞而失效。同時(shí)，電鍍砂輪上磨料本身的有效利用率也極低。
國(guó)外在90年代初開(kāi)始研究用釬焊代替電鍍開(kāi)發(fā)新一代單層釬焊金剛石工具，借助高溫釬焊使釬料在金剛石磨粒與金屬基體界面上發(fā)生溶解、擴(kuò)散、化合之類的相互作用從而提高基體對(duì)金剛石磨粒的把持力，改善磨料、結(jié)合劑(釬料合金)、基體三者之間的結(jié)合強(qiáng)度。金剛石釬焊技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)金剛石、結(jié)合劑和金屬基體界面化學(xué)冶金結(jié)合，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度，很薄的結(jié)合劑厚度，極高的棵露高度，實(shí)現(xiàn)金剛石的充分利用，提高了工具的壽命和加工效率，改變了以往電鍍沉積尿熱壓燒結(jié)金剛石把持力不高的特點(diǎn)。釬焊金剛石工具一般包括金屬基體、金屬節(jié)塊和金剛石磨粒，金屬節(jié)塊固定在金屬基體的周沿，金剛石磨粒釬焊在金屬節(jié)塊的兩端面上，這種釬焊金剛石工具，金剛石磨粒一般都是單層釬焊，其工作層只有一層，使用壽命較短。
本申請(qǐng)人的200720006688. X號(hào)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種釬焊-熱壓燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，其包括金剛石磨粒和金屬管，金剛石磨粒在金屬管內(nèi)沿金屬管的長(zhǎng)度方向排布并與金屬管釬焊固定在一起，復(fù)數(shù)根管內(nèi)釬焊有金剛石磨粒的金屬管通過(guò)結(jié)合劑熱壓燒結(jié)固定在一起，且各金屬管的管口方向一致。這種釬焊-熱壓燒結(jié)金剛石工具節(jié)塊，具有可多層釬焊、使用壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。此實(shí)用新型專利中的磨粒單元就是管內(nèi)釬焊有金剛石磨粒的金屬管，這種磨粒單元加工時(shí)，需先將混有釬料的金剛石磨粒裝入金屬管內(nèi)，由于金剛石磨粒的直徑很小，所需的金屬管的內(nèi)徑也很小，往這種小內(nèi)徑的金屬管中填入金剛石磨粒很麻煩，生產(chǎn)效率較低。磨粒單元加工成金剛石工具節(jié)塊時(shí)，可將磨粒單元與調(diào)制好的金屬粉末一同裝入石墨模具內(nèi)，上熱壓機(jī)經(jīng)熱壓燒結(jié)釬焊成型， 一次性同時(shí)完成熱壓燒結(jié)和釬焊的工作；也可先將磨粒單元進(jìn)行釬焊，再將金屬管裁制成所需長(zhǎng)度的小段，最后將裁制好的各金屬管和調(diào)制好的金屬粉末一同裝入石墨模具內(nèi)，上熱壓機(jī)經(jīng)熱壓燒結(jié)成節(jié)塊，各節(jié)塊之間通過(guò)石墨塊分隔開(kāi)來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加工方便的可多層釬焊、使用壽命較長(zhǎng)的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，本發(fā)明方法具有加工較方便、生產(chǎn)效率較高的特點(diǎn)。
5本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，包括金剛石磨粒和金屬管；上述金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板一體連接在一起，上述金剛石磨粒在上述管體內(nèi)沿上述管體的長(zhǎng)度方向排布并與上述管體釬焊固定在一起。
上述金屬管由截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管壓制而成。
上述金屬管由金屬板壓制而成。
金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)將混有
釬料的金剛石磨粒裝入截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管的管腔內(nèi)；然后對(duì)此金屬扁管進(jìn)行壓制，將管腔的截面的長(zhǎng)邊方向的中段壓合在一起形成連接板，
使裝于管腔內(nèi)的混有釬料的金剛石磨粒被擠向管腔的截面的長(zhǎng)邊方向的兩端，并于管腔的截面的長(zhǎng)邊方向的兩端分別形成內(nèi)徑與金剛石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體，混有釬料的金剛石磨粒分別填充于此管體內(nèi)；將壓制完成的管體進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體內(nèi)，便得到本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
上述管腔的截面的短邊寬度略大于或等于金剛石磨粒的直徑。上述管腔的截面沿其長(zhǎng)邊方向上的兩端的腔壁呈弧形結(jié)構(gòu)。上述管腔的截面的長(zhǎng)邊寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍。金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)將金屬板壓成具有復(fù)數(shù)個(gè)U形槽的波浪形，往此復(fù)數(shù)個(gè)U形槽內(nèi)填充混有釬料的金剛石磨粒；然后對(duì)此金屬板再進(jìn)行壓制，將各U形槽的兩端口壓合在一起形成連接板，并將各U形槽的槽底分別壓成內(nèi)徑與金剛石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體，混有釬料的金剛石磨粒分別填充于此管體內(nèi)；將壓制完成的管體進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體內(nèi)，便得到本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
上述金屬板為方形金屬板。
上述U形槽的槽內(nèi)寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍。采用上述方案后，本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元及其制造方法，
其磨粒單元包括金剛石磨粒和金屬管；金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板一體連接在一起，金剛石磨粒在管體內(nèi)沿上述管體的長(zhǎng)度方向排布并與管體釬焊固定在一起；金屬管由截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管壓制而成，或由金屬板壓制而成。本發(fā)明的有益效果為由于金剛石磨粒在管體內(nèi)沿管體的長(zhǎng)度方向排布并與管體釬焊固定在一起，成功解決了多層釬焊金剛石節(jié)塊的問(wèn)題，大大提高了金剛石工具節(jié)塊的使用壽命；由于金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板連接在一起，加工時(shí)，可在管體未封口時(shí)將金剛石磨粒先填充于管體內(nèi)，填充金剛石磨粒較為方便，而且由于金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相對(duì)于單根管體而言其腔體具有較寬或較長(zhǎng)的操作空間，加工更為方便，從而提高生產(chǎn)效率。


圖l為本發(fā)明金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的應(yīng)用示意圖；圖3為本發(fā)明的第 一種制造方法中金屬管的壓制流程示意圖；圖4為本發(fā)明的第二種制造方法中金屬板的壓制流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，如圖1所示，包括金剛石磨粒和金屬管2，金屬管2具有兩根管體21,管體21的內(nèi)徑與單顆金剛石磨粒的直徑相適配，兩根管體21之間通過(guò)連接板22 —體連接在一起，金剛石磨粒1在管體21內(nèi)沿管體21的長(zhǎng)度方向排布并與管體21釬焊固定在一起。金屬管2由截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管壓制而成，或由金屬板壓制而成。本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，其應(yīng)用方式如圖2所示，本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元A根據(jù)所需的排列方式放置于金屬粉末B中并熱壓燒結(jié)成型，便得到金剛石工具節(jié)塊。各金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元A的管口方向可保持一致也可隨機(jī)分布。
本發(fā)明金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，第一種方法通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)將混有釬料的金剛石磨粒裝入橫截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管的管腔內(nèi)，然后對(duì)此金屬扁管進(jìn)行壓制，如圖3所示，將管腔的橫截面的長(zhǎng)邊方向的中段壓合在一起形成連接板22，使裝于管腔內(nèi)的混有釬料的金剛石磨粒被擠向管腔的橫截面的長(zhǎng)邊方向的兩端，并于管腔的橫截面的長(zhǎng)邊方向的兩端分別形成內(nèi)徑與金剛石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體21，混有4f碎十的金剛石磨粒分別填充于此管體21內(nèi)；將壓制完成的管體21進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體21內(nèi)，便得到本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
其中，金屬扁管的管腔的橫截面的短邊寬度略大于或等于金剛石磨粒的直徑、長(zhǎng)邊寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍，而且此管腔的截面沿其長(zhǎng)邊方向上的兩端的腔壁呈弧形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，第二種制造方法通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)如圖4所示，將長(zhǎng)方形的金屬板壓成具有兩個(gè)U形槽的波浪形，此U形槽的槽內(nèi)寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍，然后往此兩個(gè)U形槽內(nèi)填充混有釬料的金剛石磨粒；然后對(duì)此金屬板再進(jìn)行壓制，將兩個(gè)U形槽的槽口分別壓合在一起形成連接板22，并將兩個(gè)U形槽的槽底分別壓成內(nèi)徑與金剛石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體21，混有釬料的金剛石磨粒分別填充于此管體21內(nèi)；將壓制完成的管體21進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體21內(nèi)，便得到本發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
8
權(quán)利要求
1、金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，包括金剛石磨粒和金屬管；其特征在于上述金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板一體連接在一起，上述金剛石磨粒在上述管體內(nèi)沿上述管體的長(zhǎng)度方向排布并與上述管體釬焊固定在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，其特征在于 上述金屬管由截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管壓制而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元，其特征在于 上述金屬管由金屬板壓制而成。
4、 金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其特征在于通過(guò)如下方 案實(shí)現(xiàn)將混有釬料的金剛石磨粒裝入截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管的管腔內(nèi)； 然后對(duì)此金屬扁管進(jìn)行壓制，將管腔的截面的長(zhǎng)邊方向的中段壓合在一起 形成連接板，使裝于管腔內(nèi)的混有釬料的金剛石磨粒被擠向管腔的截面的 長(zhǎng)邊方向的兩端，并于管腔的截面的長(zhǎng)邊方向的兩端分別形成內(nèi)徑與金剛 石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體，混有釬料的金剛石磨粒分別填充于此管體內(nèi)； 將壓制完成的管體進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體內(nèi)，便得到本 發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其 特征在于上述管腔的截面的短邊寬度略大于或等于金剛石磨粒的直徑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其 特征在于上述管腔的截面沿其長(zhǎng)邊方向上的兩端的腔壁呈弧形結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其 特征在于上述管腔的截面的長(zhǎng)邊寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍。
8、 金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其特征在于通過(guò)如下方 案實(shí)現(xiàn)將金屬板壓成具有復(fù)數(shù)個(gè)U形槽的波浪形，往此復(fù)數(shù)個(gè)U形槽內(nèi)填充混有釬料的金剛石磨粒；然后對(duì)此金屬板再進(jìn)行壓制，將各U形槽的 兩端口壓合在一起形成連接板，并將各u形槽的槽底分別壓成內(nèi)徑與金剛石磨粒的直徑相對(duì)應(yīng)的管體，混有釬料的金剛石磨粒分別填充于此管體內(nèi)； 將壓制完成的管體進(jìn)行釬焊，使金剛石磨粒釬焊固定于管體內(nèi)，便得到本 發(fā)明的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法，其 特征在于上述金屬板為方形金屬板。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元的制造方法， 其特征在于上述U形槽的槽內(nèi)寬度約為單顆金剛石磨粒直徑的2-6倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金剛石工具節(jié)塊的磨粒單元及其制造方法，此磨粒單元包括金剛石磨粒和金屬管；金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板一體連接在一起，金剛石磨粒在管體內(nèi)沿上述管體的長(zhǎng)度方向排布并與管體釬焊固定在一起；金屬管由截面呈長(zhǎng)條狀的金屬扁管壓制而成，或由金屬板壓制而成。本發(fā)明的有益效果為由于金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相鄰管體之間通過(guò)連接板連接在一起，加工時(shí)，可在管體未封口時(shí)將金剛石磨粒先填充于管體內(nèi)，填充金剛石磨粒較為方便，而且由于金屬管具有兩根或兩根以上的管體，相對(duì)于單根管體而言其腔體具有較寬或較長(zhǎng)的操作空間，加工更為方便，從而提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B28D5/00GK101637946SQ20091004208
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者張小軍 申請(qǐng)人:張小軍