[發明專利]金屬結合劑超硬材料磨具的徑向熱壓法及其模具

有效

• 申請號: 200610161449.1
• 申請日: 2006-12-13
• 公開（公告）號: CN101200055A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 殷鳳高
• 申請（專利權）人: 殷鳳高
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司
• 代理人: 奚志鵬

技術領域

本發明屬磨具，尤其是涉及一種超硬材料磨具的生產方法及其模具。

背景技術

現有金屬結合劑磨具的生產方法，一種是冷壓燒結法，即將工件在冷壓模具中，按工作層的截面積，以4噸/cm²的壓力軸向施壓成型，脫模后在保護氣中燒結，其主要缺點是1、制造大直徑的磨具受到壓力噸位的限制，2、磨具壓制密度很差，一般不超過理論密度的70％，大大降低磨具的磨削質量和效率，所以目前一般不采用該方法；一種是熱壓燒結法，通常分：中頻感應加熱熱壓燒結和大電流電阻熱壓燒結，此生產方法一般是在石墨模具中邊加熱邊熱壓；其主要缺點是當磨具直徑大于320毫米后，用上述方法就無法制作，它受制于石墨模具；此外，還有一種是半熱壓燒結法，先在模具中將磨具冷壓到一定壓力，然后隨模具或更換外模進爐燒結，可在爐中邊燒結邊加壓也可以燒結結束后出爐加壓將高出部份的壓圈壓平即可，一般目前直徑大于250毫米的磨具絕大部份應用此法生產，其主要缺點是金屬結合劑工作層的密度仍然達不到質量要求，因為在加熱時，其外模同時膨脹，且外模在700°左右時也已軟化，當加壓壓圈時，外模塑性變大，磨具的工作層體積相應增大，因此工作層的密度大大降低，一般不超過其理論密度的75％，所以大大影響磨削質量與效率，也縮短了磨具的使用壽命，另外，特大直徑的磨具也受到設備噸位的限制，目前國內用這種方法生產的最大磨具產品的直徑為750毫米，詳見：中國磨料磨具制造商名錄產品總覽，由全國磨料磨具行業情報網鄭州磨料磨具磨削研究所編。

發明內容

本發明的目的是提出一種金屬結合劑超硬材料磨具的徑向熱壓法及其模具，解決國內尚未開發的直徑大于750毫米的超硬材料磨具的制造，同時大大提高直徑小于750毫米磨具的質量，提高工作層金屬結合劑的密度，降低生產成本，提高磨具的使用壽命和工作效率。

本發明的目的是這樣來實現的：一種金屬結合劑超硬材料磨具的徑向熱壓法，其生產流程是1、制作外模，2、加工內模組件，3、初裝內模組，4、混料、填壓，5、總裝內模組，6、加熱外模，7、吊裝內模組，8、模具整體加熱，9、出爐，10、冷卻，11、分解，12、成品。

其中：1、制作外模：采用普通鋼材和常規金加工工藝制作，外模為環形件，外周面為圓柱面，內腔壁面為上口大下口小的倒錐面；

2、加工內模組件：采用普通鋼材或鑄鐵件以及有色金屬鑄件和常規金加工工藝制作，加工實體內模、環形基體和環形外殼，實體內模上開設臺階形中心通孔，其上、下端面上均布螺孔，外殼的外周面為上口大、下口小的倒錐面，錐度與外模內腔倒錐面的錐度匹配，外殼倒錐面的徑向尺寸對應略小于外模內腔倒錐面在加熱保溫后的徑向尺寸，在外殼的內圓周面上涂刷脫模劑；

3、初裝內模組：將環形基體滑裝在實體內模的外周上，用螺栓安裝帶有均布螺孔的下環形連接板，將外殼和實體內模的底部連接起來，使外殼和基體之間形成一環形空隙層，當磨具為實心體，則可去消基體，實心體即為內模，在實心體和外殼之間形成一環形空隙層；

4、混料、填壓：按預設的配方，混料均拌金屬結合劑粉未和超硬材料，在外殼的外周安裝限位保護套，然后用壓力機將混料冷壓填充在環形空隙層中形成磨削工作層，混料也可以先在冷壓模中成型，再過渡到空隙層中；

5、總裝內模組：用螺栓安裝帶有均布螺孔的上環形連接板，將外殼和實體內模的上端面連接起來并在實體內模的上端面上安裝調整墊圈，在外模的上端面上安裝環形防水限位板，配裝吊環螺栓，形成一個吊裝整體；

6、加熱外模：采用通用的井式加熱爐或鐘罩式加熱爐和常規加熱工藝，將外模加熱并保溫到預設的金屬結合劑合金化的溫度，使外模內徑膨脹；

7、吊裝內模組：將總裝后的內模組吊進已加熱保溫過的外模中；

8、模具整體加熱：繼續加熱，外模和內模組組成的模具整體達到預設的溫度，并保溫至工作層溫度達到合金化溫度；

9、出爐：當內模組和外模在預設溫度上保溫一定時間后，將外模和內模組出爐，吊裝在預設的安裝了水套的座圈上，外模和水套之間形成環形冷卻槽；

10、冷卻：將冷卻液迅速泵送進冷卻槽中，或在外模的底部安裝底蓋封住后，將內、外模整體直接吊放進冷卻液池中，使外?？焖倮鋮s、降溫；

11、分解：冷卻后，吊出內模組，依次拆卸掉防水限位板、上、下連接板、外殼和內模；

12、成品：燒結后，磨削工作層和基體形成一體，加工后鑲配在鋁基上，組成了磨具成品。