專利名稱：一種金剛石鋸片刀頭及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金剛石的應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說是指一種金剛石鋸片刀頭及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
金剛石就是我們常說的鉆石，它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅硬的物質(zhì)，因此也就具有了許多重要的工業(yè)用途，如精細研磨材料、高硬切割工具、各類鉆頭、拉絲模，還被作為很多精密儀器的部件。傳統(tǒng)的金剛石工具一般是將金剛石和金屬粉末混合，人工進行稱料、裝入模具，然后進行熱壓或者冷壓再燒結(jié)，該傳統(tǒng)的金剛石工具的生產(chǎn)工藝存在以下缺點一、金剛石是非金屬，在熱壓燒結(jié)的工藝條件下，與金屬很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，胎體對金剛石只有機械把持，把持力不高，切割過程金剛石利用率不高，造成浪費；二、金剛石在胎體中處于隨機分布，金剛石容易發(fā)生聚集，導(dǎo)致局部濃度偏高，金剛石聚集的地方，切割阻力大，影響鋸片的切割效率，同時會導(dǎo)致部分金剛石顆粒無法參與切削工作就直接脫了，影響鋸片的使用壽命；三、傳統(tǒng)的胎體用的金屬粉末是單質(zhì)粉末，燒結(jié)溫度高，燒結(jié)范圍窄，胎體機械性能差， 對金剛石把持力差，元素間的不均勻容易造成產(chǎn)品質(zhì)量波動，產(chǎn)品檔次低；四、金剛石和粉末混合好后，人工進行稱料、裝入模具，然后進行熱壓或者冷壓再燒結(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上取決于工人操作，生產(chǎn)中簡單的重復(fù)性動作多，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量波動，操作過程中金屬粉末容易揚塵，操作環(huán)境較差。目前傳統(tǒng)的金剛石釬焊工件都是采用高溫真空釬焊工藝將金剛石通過釬料直接釬焊在基體材料上，一般只能實現(xiàn)單層釬焊，同時現(xiàn)有的釬材，釬焊溫度較高，一般在900 攝氏度以上，對金剛石存在熱損傷，在生產(chǎn)和應(yīng)用上都存在熱損傷，不能廣泛應(yīng)用于常規(guī)的金剛石鋸片的生產(chǎn)。專利號為200410015234的金剛石單層磨削工具制造方法，采用真空釬焊工藝將金剛石通過釬料直接釬焊在基體材料上，出來的產(chǎn)品只能是“工具”，這樣其產(chǎn)品就受到了很大的局限性，這個工具只能是根據(jù)生產(chǎn)之前設(shè)計得到的一個具體產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種金剛石鋸片刀頭及其生產(chǎn)工藝，其目的在于克服現(xiàn)有的金剛石鋸片刀頭生產(chǎn)工藝容易使金剛石發(fā)生聚集，導(dǎo)致局部濃度偏高，影響鋸片的切割效率，同時生產(chǎn)出的金剛石鋸片中胎體對金剛石的把持力差，切割過程中金剛石利用率不高，造成浪費的缺點。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種金剛石鋸片刀頭，包括刀頭本體，所述刀頭本體由復(fù)數(shù)片薄片壓制而成，每片薄片包括由金剛石層、金屬層及位于金剛石與金屬層間的非金屬-金屬復(fù)合層。所述金剛石層為均勻分布于非金屬-金屬復(fù)合層內(nèi)的金剛石顆粒。
所述非金屬-金屬復(fù)合層為金剛石與低溫釬料形成的非金屬-金屬復(fù)合層。所述低溫釬料為AgCuZn、AgCuZnSn, AgCuSnMn, AgCuSnNi, CuSnNi, CuSnNiTi、 Ag-Cu中的一種或多種組成的合金材料。一種金剛石鋸片，包括刀頭及與刀頭粘結(jié)的基體，所述的刀頭采用上述任一所述的金剛石鋸片刀頭。一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
a、選取金剛石顆粒，并在金剛石顆粒表面均勻包裹一層釬料； b、將包裹好的金剛石顆粒放入真空設(shè)備中加熱保溫，使釬料融化并與金剛石反應(yīng)，在金剛石顆粒與釬料間形成非金屬-金屬復(fù)合層，并得到處理后的金剛石顆粒；
C、將金屬粉末進行分層冷壓預(yù)成型，形成金屬粉末薄片，并在金屬粉末薄片上均勻分布有上述處理后的金剛石顆粒，然后將復(fù)數(shù)片金屬粉末薄片放入熱壓石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，形成多層結(jié)構(gòu)的金剛石鋸片刀頭。所述步驟a中還包括將選取好的金剛石顆粒的表面清潔干凈。所述步驟c中熱壓燒結(jié)后還包括脫模及后處理。所述步驟a中釬料為低溫釬料，該低溫低溫釬料為AgCuSu AgCuZnSn, AgCuSnMn, AgCuSnNi、CuSnNi、CuSnNiTi、Ag-Cu中的一種或多種組成的合金材料。所述步驟c中的金屬粉末為狗、Ni、Cu、Co、Sn、Zn、WC、Mn中的一種或多種組成的
α全
口巫ο通過上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、由于該金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝通過微釬焊工藝對金剛石進行預(yù)處理，在金剛石表面形成致密的非金屬-金屬復(fù)合層，能夠和胎體金屬充分發(fā)生合金化，實現(xiàn)真正的冶金結(jié)合，大大提高了胎體對金剛石的把持度，同時由于在設(shè)計上將金剛石鋸片刀頭分解成若干層，每層通過全自動冷壓工藝自動冷壓成薄片，既滿足了金剛石三維有序排列的需要，也實現(xiàn)了自動化或半自動化生產(chǎn)，消除了人工操作帶來的誤差，同時避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝在操作過程中金屬粉末容易揚塵，極大改善了現(xiàn)場操作環(huán)境。2、由于金剛石顆粒均勻分布在金屬粉末薄片上，實現(xiàn)了金剛石在整個鋸片空間上三維有序，從而使得金剛石鋸片的切割阻力小、切割效率高，同時也提高了金剛石鋸片的使用壽命。3、由于在金剛石的表面包裹的釬料是低溫釬料，釬焊溫度在750-800°C，對金剛石不存在熱損傷，保證了生產(chǎn)出的刀頭的質(zhì)量，同時也延長了使用壽命。4、通過“微釬焊工藝”對金剛石進行處理，處理完之后得到的產(chǎn)品“表面含有金屬-非金屬過渡層的金剛石顆?！?，這些處理完之后的金剛石顆?？梢杂糜谒蓄愋偷慕饎偸ぞ?。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是每片薄片沿著圖1中A-A方向的剖視圖；
圖3是刀頭應(yīng)用于鋸片上的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參考圖1、圖2。一種金剛石鋸片刀頭，包括刀頭本體1，該刀頭本體1由復(fù)數(shù)片薄片2壓制而成，每片薄片2包括金剛石層21、金屬層23及金剛石層21與金屬層23間的非金屬-金屬復(fù)合層22。金剛石層21為均勻分布于非金屬-金屬復(fù)合層22內(nèi)的金剛石顆粒，上述非金屬-金屬復(fù)合層22為金剛石與低溫釬料形成的非金屬-金屬復(fù)合層。一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
a、選取金剛石顆粒，并將金剛石顆粒表面清潔感覺，通過金剛石包裹設(shè)備，在金剛石顆粒表面均勻包裹一層低溫釬料；
b、將包裹好的金剛石顆粒放入真空設(shè)備中加熱保溫，使低溫釬料融化并與金剛石反應(yīng)，在金剛石顆粒與釬料間形成非金屬-金屬復(fù)合層，并得到處理后的金剛石顆粒；
C、將金屬粉末進行分層冷壓預(yù)成型，形成金屬粉末薄片，并在金屬粉末薄片上均勻分布有上述處理后的金剛石顆粒，然后將復(fù)數(shù)片金屬粉末薄片放入熱壓石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，然后脫模并進行后處理，形成多層結(jié)構(gòu)的金剛石鋸片刀頭。上述低溫低溫釬料為AgCuZn、AgCuZnSn, AgCuSnMn, AgCuSnNi、CuSnNi、CuSnNiTi 、Ag-Cu中的一種或多種組成的合金材料。上述金屬粉末為Fe、Ni、Cu、Co、Sn、Zn、WC、Mn中的一種或多種組成的合金。將上述刀頭應(yīng)用于金剛石鋸片上，如圖3所述，包括上述刀頭1及與刀頭1粘結(jié)的基體3，將上述形成的多層結(jié)構(gòu)的金剛石鋸片刀頭與基體3焊接，即可形成金剛石鋸片。上述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種金剛石鋸片刀頭，包括刀頭本體，其特征在于所述刀頭本體由復(fù)數(shù)片薄片壓制而成，每片薄片包括由金剛石層、金屬層及位于金剛石與金屬層間的非金屬-金屬復(fù)合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石鋸片刀頭，其特征在于所述金剛石層為均勻分布于非金屬_金屬復(fù)合層內(nèi)的金剛石顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石鋸片刀頭，其特征在于所述非金屬_金屬復(fù)合層為金剛石與低溫釬料形成的非金屬-金屬復(fù)合層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金剛石鋸片刀頭，其特征在于所述低溫釬料為 AgCuZn、AgCuZnSn、AgCuSnMn、AgCuSnNi、CuSnNi、CuSnNiTi、Ag-Cu 中的一種或多種組成的合金材料。
5.一種金剛石鋸片，包括刀頭及與刀頭粘結(jié)的基體，其特征在于所述的刀頭采用上述任一權(quán)利要求所述的金剛石鋸片刀頭。
6.一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟a、選取金剛石顆粒，并在金剛石顆粒表面均勻包裹一層釬料；b、將包裹好的金剛石顆粒放入真空設(shè)備中加熱保溫，使釬料融化并與金剛石反應(yīng)，在金剛石顆粒與釬料間形成非金屬_金屬復(fù)合層，并得到處理后的金剛石顆粒；C、將金屬粉末進行分層冷壓預(yù)成型，形成金屬粉末薄片，并在金屬粉末薄片上均勻分布有上述處理后的金剛石顆粒，然后將復(fù)數(shù)片金屬粉末薄片放入熱壓石墨模具中進行熱壓燒結(jié)，形成多層結(jié)構(gòu)的金剛石鋸片刀頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a 中還包括將選取好的金剛石顆粒的表面清潔干凈。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟c 中熱壓燒結(jié)后還包括脫模及后處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟a 中釬料為低溫釬料，該低溫低溫釬料為AgCuZn、AgCuZnSn, AgCuSnMn, AgCuSnNi, CuSnNi, CuSnNiTi、Ag-Cu中的任意多種形成的合金材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟c 中的金屬粉末為Fe、Ni、Cu、Co、Sn、Zn、WC、Mn中的一種或多種組成的合金。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種金剛石鋸片刀頭,包括刀頭本體，所述刀頭本體由復(fù)數(shù)片薄片壓制而成，每片薄片包括由金剛石層、金屬層及位于金剛石與金屬層間的非金屬-金屬復(fù)合層。該金剛石鋸片刀頭制成的金剛石鋸片，切割阻力小、切割效率高，同時使用壽命長，同時還提供了一種金剛石鋸片刀頭的生產(chǎn)工藝，通過微釬焊工藝對金剛石進行預(yù)處理，在金剛石表面形成致密的非金屬-金屬復(fù)合層，能夠和胎體金屬充分發(fā)生合金化，實現(xiàn)真正的冶金結(jié)合，大大提高了胎體對金剛石的把持度。同時將金剛石鋸片刀頭分解成若干層，每層通過全自動冷壓工藝自動冷壓成薄片，實現(xiàn)了自動化或半自動化生產(chǎn)，消除了人工操作帶來的誤差，同時也極大改善了現(xiàn)場操作環(huán)境。
文檔編號B22F7/02GK102151904SQ20111011607
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者申思, 黃瑩祥 申請人:福建萬龍金剛石工具有限公司