[發明專利]一種PDC片的倒角加工方法

在審

• 申請號: 201410563429.1
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104384721A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 陳繼鋒;陳工作;李世界
• 申請（專利權）人: 廊坊西波爾鉆石技術有限公司
• 主分類號: B23K26/361
• 分類號: B23K26/361;B23K26/40
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及超硬材料加工領域，具體涉及一種PDC片的倒角加工方法。

背景技術

聚晶金剛石復合片(Polycrystalline?Diamond?Compact，PDC)是采用金剛石微粉與硬質合金襯底在超高壓高溫條件下燒結而成的一種新型功能材料，它既具有金剛石的高硬度、高耐磨性與導熱性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性，是制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料。但是對于PDC片的金剛石超硬層的倒角，目前普遍采用磨削方式進行加工極易造成微小的機械損傷，在一定程度上影響了倒角面的表面質量，而且加工效率也亟待進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種PDC片的倒角加工方法，旨在通過激光加工工藝實現對PDC片的倒角加工。

本發明采用的技術方案具體為：一種PDC片的倒角加工方法，激光器的激光探頭保持不動，所述激光器定向發出脈沖，工作臺向所述激光探頭方向移動，工作臺的卡具夾持PDC片相對所述激光探頭旋轉，所述PDC片的PDC超硬層與所述激光探頭的位置相對應；其中：所述激光器定向發出脈沖的頻率為20-200kHz；所述激光器發出的單脈沖能量為20-200μJ；所述工作臺的移動速度為1-10mm/s，所述PDC片的旋轉速度為5-1000rpm。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述激光器定向發出脈沖的頻率為80-130kHz，所述激光器發出的單脈沖能量為200μJ，所述工作臺的移動速度為5-8mm/s，所述PDC的旋轉速度為100-1000rpm。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述激光器為納秒激光器。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述納秒激光器為綠光納秒激光器。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述納秒激光器采用氣體冷卻噴嘴。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述納秒激光器的振鏡掃描速度為100-1000mm/s。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述納秒激光器的功率為10-50W，所述納秒激光器的脈寬為1-10ns。

在上述PDC片的倒角加工方法中，所述納秒激光器的功率為15-25W，所述納秒激光器的脈寬為2-5ns。

本發明產生的有益效果是：

傳統的磨削方式進行加工，消耗的人力成本是本發明提供的激光加工方法的至少兩倍，但生產效率卻不及所述激光加工方法的一半；本發明通過對激光加工工藝的參數進行選擇，大幅度提升了PDC片的倒角加工效率，可實現任意厚度PDC片的PCD超硬層任意角度的倒角加工而不用更換設備，而且采用納秒激光器沒有機械損傷，且倒角面的熱燒傷明顯減少，提高了加工面的表面質量。

附圖說明

當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發明。此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為PDC片的結構示意圖。

圖中：1、合金基體2、PDC超硬層3、倒角位置。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。

如圖1所示的PDC片，包括燒結而成的合金基體1和PDC超硬層2(金剛石層)，在PDC超硬層2的外端加工有倒角，與傳統的磨削不同，本發明采用激光加工工藝實現倒角的加工。

激光加工工藝的基本步驟是激光器的激光探頭保持不動，激光器定向發出高頻(20-200kHz，優選為80-130kHz)高能量(20-200μJ，優選為200μJ)的脈沖，首先工作臺相激光探頭的方向移動完成定位(移動速度為1-10mm/s，優選為5-8mm/s)，然后工作臺的卡具夾持著待加工倒角的PDC片，使其相對激光探頭高速旋轉(轉速為5-1000rpm，優選為100-1000rpm，該轉速是根據脈沖頻率、PDC片的外圓以及倒角角度等參數計算得出的。)旋轉，PDC超硬層2與激光探頭的位置相對應。

作為一種優選，激光器選用納秒激光器中的綠光納秒激光器，且激光器采用納秒激光器采用高速氣體冷卻噴嘴，激光器的其他參數包括：

振鏡掃描速度為100-1000mm/s；

功率為10-50W(優選為15-25W)；

脈寬為1-10ns(優選為2-5ns)。

通過采用上述參數限定二選擇的激光器，可實現PDC片0-90°內任意角度的倒角加工，且倒角面的熱燒傷得以大幅減少。

如上所述，對本發明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發明的保護范圍之內。