[發明專利]金剛石節塊的溫密制造工藝

無效

• 申請號: 200910272528.3
• 申請日: 2009-10-24
• 公開（公告）號: CN102039411A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 馮正昌
• 申請（專利權）人: 湖北逢金金剛石制品有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金剛石節塊(刀頭)的制造工藝。

背景技術

國內金剛石節塊(刀頭)生產廠家均采用′熱壓工藝′，95％以上廠家均為作坊式粗放生產，即將金剛石刀頭的胎體金屬粉料與金剛石單晶混勻后，裝入石墨模具內，將模具用電加熱方法升到900℃左右，用壓力機壓制成型，出模后再對坯塊進行尺寸修磨。這種制造工藝造出的成品，若要獲得高強度(6_bb)就必然導至胎體材料的硬度(HRC)同時上升，結果雖然使金剛石刀頭耐磨，但金剛石難于出刃，不鋒利，工作效率低下，若要犧牲硬度，則強度迅速下降，結果刀頭使用壽命很短。

其次，熱壓工藝制造的金剛石刀頭以石墨為模具，易造成石墨污染，難以使刀頭的構形在工作時受力最小，最易出刃和延長壽命，難以實現適于切削所需要的最佳力學構形。

第三，熱壓工藝制造的金剛石刀頭成本較高，無法克服胎體粉料和貴重的金剛石單晶等的浪費，耗電大(1度/塊)，模具費用高(約0.17元/塊)。

第四，熱壓工藝制造的金剛石節塊，產品質量不穩定，在模具使用后期，成型節塊的外形尺寸誤差的相對量超過20％，難以實現大批量自動化生產。

國外發達國家從八十年代開始淘汰金剛石節塊的熱壓工藝，而采用粉末冶金傳統的冷壓燒結工藝，該工藝只是在予冷壓上采用了更為先進的大噸位機，燒結過程則進行了適應性的改進，所生產的金剛石節塊基本上克服了浪費大，成本高，難以批量自動化生產和難以實現適于切削所需要的最佳力學構形等缺陷，但胎體的致密性不如熱壓的好，達不到理論值的98％，而且難以達到更高質量，更低成本，其刀頭質量比國內略好價格卻是國內產品的六倍以上。

發明內容

本發明的目的是要克服現有金剛石節塊制造工藝中的諸多缺陷，提供一種制造金剛石節塊(刀頭)的全新工藝：溫密制造工藝，既不同于熱壓工藝，也不同于冷壓燒結工藝，為金剛石節塊的高質量，低成本，自動化批量規模生產奠定了基礎。

本發明的金剛石節塊(刀頭)溫密制造工藝，是將配制好的胎體粉料與金剛石單晶人工(或自動機)一次簡單裝模后，將料與模具同時塊速加熱升溫至150～170℃之間，此時粉料還來不及快速氧化，即用中等壓力(400MPa左右)壓制生坯，這種坯體的致密度可達到理論值的96％以上，再經過對坯體的真空燒結密化處理，制成品的性能將發生常規逆轉，達到予期的目的。

用金剛石節塊(刀頭)的溫密制造工藝生產的刀頭，機械性能提高了很多，其胎體有很高的強度卻硬度較低，既保證了胎體的耐磨性又保證了金剛石易出刃鋒利，同時可使其成型為適于切削所需的最佳力學構形，延長了使用壽命。

溫密制造工藝還大大的降低了刀頭的制造成本，其材料及貴重的金剛石消耗，電力和模具的消耗，比熱壓工藝分別下降15～20％，60～70％，80～90％。若使用中國科學院合肥分院高技術開發部95年底完成的′高技術覆膜金剛石′，再應用溫密制造工藝制造的節塊(刀頭)，其質量指標比目前國內水平提高40～50％，制造成本降低30～40％。

溫密制造工藝的特點在于′溫密′改變了粉末冶金中的常規現象，使同樣的胎體材料制成的刀頭，其強度(抗彎6_bb)平均提高20％，其硬度(HRC)卻平均下降20％，同時使制造出的刀頭致密度接近和達到理論值的99.6％～100％，因而質量高，性能穩定，成本低。

具體實施方式

圖1為本發明金剛石節塊(刀頭)的溫密制造工藝過程方框圖。

圖中A：是將配制好的料體一次裝入特制的模具內，為保證溫密工藝的要求，料中必須添加0.2～1％鹵族化合物作為活化劑。

圖中B，C、D過程由′金剛石節塊成型機′分步完成，全過程由相關控制系統自動控制。其工藝要求為：B-粉料與模具升溫到150～170℃之間，升溫時間≤20S；C-壓制成型的壓力在400MPa左右，壓制坯體時的料心與模壁溫差為±1℃。

圖中E、F過程由真空燒結密化爐分步完成，全過程也為自動控制，燒結溫度≥950℃。

圖中G-成品檢驗由人工完成。