[發明專利]節塊式金剛石刀頭的SHS制備方法

有效

• 申請號: 201710315112.X
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107116490B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 邱瑜銘;董書山
• 申請（專利權）人: 江蘇鋒泰工具有限公司
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24D3/06;B24D3/34;C04B35/645
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本發明涉及一種節塊式金剛石刀頭的SHS制備方法，屬于金剛石工具的技術領域。所述制備方法是將結合劑與金剛石混勻得到混合料；混合料再經冷壓得到冷壓坯體，冷壓坯體經過熱壓燒結制備得到金剛石刀頭，熱壓燒結分兩段進行，首先將冷壓坯體加熱至780～850℃在250～300kgf/cm²的壓力條件下保持30～60分鐘，然后冷卻至600～720℃在200～250kgf/cm²的壓力條件下保持1.2～3.0小時。結合劑包括鋁鎳合金粉以及用于輔助磨削的硬質相顆粒。本發明的制備方法采用了低溫球磨Al?Ni合金組分的燒結體系，并且引入了分段式燒結工藝；不僅提高了胎體對金剛石以及硬質相顆粒的把持力，而且使得胎體的耐磨性與金剛石以及硬質相顆粒的出刃相匹配，有利于提高節塊式金剛石刀頭的切削性能。

技術領域

本發明涉及金剛石工具的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種節塊式金剛石刀頭的 SHS制備方法。

背景技術

節塊式金剛石刀具通常采用粉末冶金燒結生產工藝，將金剛石磨粒與金屬粉末混合冷壓成型后，置于石墨模具中熱壓燒結。金剛石磨粒在固結結合劑的把持下發揮功效，工具的鋒利度取決于金剛石的出刃高度與速度，并且還受制于燒結胎體的磨損性能。常規生產工藝所制備的節塊刀頭往往存在著胎體對金剛石的把持力與磨損適配性相矛盾的難題：即高溫燒結的高致密胎體對金剛石的把持力強，但耐磨性過強，金剛石出刃不夠，鋒利度不足；而低溫燒結胎體的磨損性弱化，但其對金剛石的潤濕能力不足，把持力下降，金剛石易過早剝落失效，無法有效保證鋒利度與使用壽命。

在現有技術還往往通過外加硬質相顆粒來提高金剛石工具的磨削性能，但是外加的硬質相顆粒也需要保證其與胎體的把持力才能發揮其功效。為了同時兼顧金剛石以及硬質相的把持力，并開發出與之相匹配的胎體，往往需要對燒結體系和燒結工藝做進一步深入細致的研究，以期提高節塊式金剛石刀具的使用性能和壽命。

發明內容

為了充分發揮金剛石的切削性能，提高金剛石刀頭的鋒利度，本發明開發了一種節塊式金剛石刀頭的SHS制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用了以下技術方案：

一種節塊式金剛石刀頭的SHS制備方法，其是將結合劑與金剛石混勻得到混合料；混合料再經冷壓得到冷壓坯體，所述冷壓坯體經過熱壓燒結制備得到所述節塊式金剛石刀頭，其特征在于：所述熱壓燒結分兩段進行，首先將冷壓坯體加熱至780～850℃在250～300kgf/cm²的壓力條件下保持30～60分鐘，然后冷卻至600～720℃在200～250kgf/cm²的壓力條件下保持 1.2～3.0小時。

其中，所述結合劑包括鋁鎳合金粉以及用于輔助磨削的硬質相顆粒，其中所述鋁鎳合金粉由鋁粉和鎳粉經冷態混合球磨得到的。

其中，所述鋁鎳合金粉在-50℃以下的低溫環境下混合球磨得到，作為優選地，所述鋁鎳合金粉在-100℃以下的低溫環境下混合球磨得到。

其中，所述結合劑還包括金屬元素粉，所述金屬元素組分選自Fe、Cu或Sn中的至少一種或幾種。

其中，所述結合劑由鋁鎳合金粉、硬質相顆粒和余量的金屬元素粉組成。

其中，所述結合劑由20～30％的鋁鎳合金粉、1.0～20.0％的硬質相顆粒，以及余量的金屬元素粉組成。

其中，所述硬質相顆粒選自WC、BN、SiC以及SiN中的至少一種。

其中，所述鋁鎳合金粉中鋁粉和鎳粉的原子比為1∶1～1∶3。

本發明的第二方面還涉及一種由上述SHS制備方法制備得到的節塊式金剛石刀頭。

與最接近的現有技術相比，本發明所述的節塊式金剛石刀頭的SHS制備方法具有以下有益效果：