[發(fā)明專利]一種銅碳基金剛石刀齒的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410349337.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN104162668A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹永法;丁賢龍;史萬龍;都志國(guó);徐平;程慧麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銅陵長(zhǎng)江金剛石工具有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22F3/14
• 分類號(hào): B22F3/14
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務(wù)所 34105
• 代理人: 莫祚平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金剛石刀齒的制造方法，尤其是一種銅碳基金剛石刀齒的制造方法。

背景技術(shù)

市場(chǎng)上在制造金剛石刀齒的過程中，需要一些固結(jié)切削元件制作金剛石的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑分為金屬粘結(jié)劑、樹脂粘結(jié)劑、陶瓷粘結(jié)劑等，骨架材料中要用到金屬碳化物，可以起到提高韌性，適當(dāng)降低耐磨性的作用，一般情況下，金屬碳化物的熔點(diǎn)高于金屬的熔點(diǎn)，骨架材料必須具備與金剛石有好的相容性，與粘結(jié)金屬有好的相容性，同時(shí)還要求具有較高的耐磨性。現(xiàn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝實(shí)踐中人們常常通過骨架材料粒度的變化調(diào)整耐磨性和韌性，例如，在鉆頭胎體中有54wt％的WC，調(diào)整時(shí)，用復(fù)式碳化鎢（WC·TiC）代替WC，把54wt％的WC，換成WC·TiC仍按54wt％，結(jié)果鉆頭燒不成，其原因是重量百分比配料。嚴(yán)格地考慮應(yīng)按原子百分比配，配方設(shè)計(jì)時(shí)，要注意各種元素和合金材料的用量是按參與反應(yīng)的原子數(shù)多少，然后折算成重量百分比的，復(fù)式碳化物的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于WC的比重，在重量相同的情況下，WC的原子數(shù)比WC·TiC的原子數(shù)少得多，加同樣數(shù)量，勢(shì)必造成有過剩的WC·TiC加入，整個(gè)金剛石刀齒中骨架材料的體積大大增加、成型性變壞、可燒結(jié)性變壞、導(dǎo)致鉆頭燒不成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決用復(fù)式碳化鎢（WC·TiC）代替WC制作出的金剛石刀齒中骨架材料的體積大大增加、成型性變壞、可燒結(jié)性變壞、導(dǎo)致無法制成鉆頭的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種銅碳基金剛石刀齒的制造方法，包括以下步驟：用骨架材料與粘接金屬進(jìn)行胎體料配制、配制后進(jìn)行混料、混料完成后裝料進(jìn)行熱壓成型、熱壓成型后進(jìn)行冷卻、冷卻后進(jìn)行機(jī)械加工，其中所述胎體料配制過程中的配料包括銅粉35％、WC粉50%、鈷粉4%、鎳粉5％、錳粉6％（以上均為重量百分比）；在混料過程中加入重量為胎體料總重量的5%的金剛石，混料在銹鋼球磨機(jī)中進(jìn)行，料球比為1：2，球磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為46r/min，混料時(shí)間為12～35h；熱壓成型時(shí)的燒結(jié)溫度1120℃、燒結(jié)時(shí)間5～10min、壓力12～13Mpa、出爐溫度580℃。

本發(fā)明采用的有益效果是：通過在制作過程中對(duì)材料碳化物的研究，多次調(diào)整WC粉的粒度，發(fā)現(xiàn)WC粉的成型性與可燒結(jié)性都是最好的，且采用發(fā)明的配方后，減少了稀有金屬的消耗，提高了金剛石刀齒的韌性和耐磨性，采用這種金剛石刀齒制做的薄壁金剛石鉆頭切削混凝土速度大于45mm/min、切削鋼筋截面的速度大于560mm/min、鉆頭壽命能達(dá)到30m。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種銅碳基金剛石刀齒的制造方法，包括以下步驟：用骨架材料與粘接金屬進(jìn)行胎體料配制、配制后進(jìn)行混料、混料完成后裝料進(jìn)行熱壓成型、熱壓成型后進(jìn)行冷卻、冷卻后進(jìn)行機(jī)械加工（機(jī)械加工是指對(duì)金剛石刀齒進(jìn)行開刃），其中所述胎體料配制過程中的配料包括銅粉35％、WC粉50%、鈷粉4%、鎳粉5％、錳粉6％（以上均為重量百分比）；在混料過程中加入重量為胎體料總重量的5%的金剛石，混料在銹鋼球磨機(jī)中進(jìn)行，料球比為1：2，球磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為46r/min，混料時(shí)間為12～35h；熱壓成型時(shí)的燒結(jié)溫度1120℃、燒結(jié)時(shí)間5～10min、壓力12～13Mpa、出爐溫度580℃。通過在制作過程中對(duì)材料碳化物的研究，多次調(diào)整WC粉的粒度，發(fā)現(xiàn)WC粉的成型性與可燒結(jié)性都是最好的，且采用發(fā)明的配方后，金剛石刀齒的WC含量大于30％且金剛石濃度小于10％，減少了稀有金屬的消耗，提高了金剛石刀齒的韌性和耐磨性，金剛石刀齒的硬度在HRC16-1-HRC94范圍內(nèi)可調(diào)整，采用這種金剛石刀齒制做的薄壁金剛石鉆頭切削混凝土速度大于45mm/min、切削鋼筋截面的速度大于560mm/min、鉆頭壽命能達(dá)到30m。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。