專利名稱：金剛石節(jié)塊的溫密制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金剛石節(jié)塊(刀頭)的制造工藝。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)金剛石節(jié)塊(刀頭)生產(chǎn)廠家均采用'熱壓工藝'，95%以上廠家均為作坊 式粗放生產(chǎn)，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(nèi)，將模 具用電加熱方法升到900°C左右，用壓力機(jī)壓制成型，出模后再對(duì)坯塊進(jìn)行尺寸修磨。這種 制造工藝造出的成品，若要獲得高強(qiáng)度(6bb)就必然導(dǎo)至胎體材料的硬度(HRC)同時(shí)上升， 結(jié)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(qiáng)度迅速下降，結(jié)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(gòu)形在工作時(shí)受力最小，最易出刃和延長(zhǎng)壽命，難以實(shí)現(xiàn)適于切削所需要的最佳力學(xué)構(gòu)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(fèi)，耗電大(1度/塊)，模具費(fèi)用高(約0. 17元/塊)。第四，熱壓工藝制造的金剛石節(jié)塊，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在模具使用后期，成型節(jié)塊 的外形尺寸誤差的相對(duì)量超過20 %，難以實(shí)現(xiàn)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家從八十年代開始淘汰金剛石節(jié)塊的熱壓工藝，而采用粉末冶金傳統(tǒng) 的冷壓燒結(jié)工藝，該工藝只是在予冷壓上采用了更為先進(jìn)的大噸位機(jī)，燒結(jié)過程則進(jìn)行了 適應(yīng)性的改進(jìn)，所生產(chǎn)的金剛石節(jié)塊基本上克服了浪費(fèi)大，成本高，難以批量自動(dòng)化生產(chǎn)和 難以實(shí)現(xiàn)適于切削所需要的最佳力學(xué)構(gòu)形等缺陷，但胎體的致密性不如熱壓的好，達(dá)不到 理論值的98%，而且難以達(dá)到更高質(zhì)量，更低成本，其刀頭質(zhì)量比國(guó)內(nèi)略好價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)產(chǎn) 品的六倍以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有金剛石節(jié)塊制造工藝中的諸多缺陷，提供一種制造金 剛石節(jié)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(jié)工藝， 為金剛石節(jié)塊的高質(zhì)量，低成本，自動(dòng)化批量規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明的金剛石節(jié)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(dòng)機(jī))一次簡(jiǎn)單裝模后，將料與模具同時(shí)塊速加熱升溫至150 170°C之間， 此時(shí)粉料還來不及快速氧化，即用中等壓力GOOMI^左右)壓制生坯，這種坯體的致密度可 達(dá)到理論值的96%以上，再經(jīng)過對(duì)坯體的真空燒結(jié)密化處理，制成品的性能將發(fā)生常規(guī)逆 轉(zhuǎn)，達(dá)到予期的目的。用金剛石節(jié)塊(刀頭)的溫密制造工藝生產(chǎn)的刀頭，機(jī)械性能提高了很多，其胎體 有很高的強(qiáng)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(shí)可使 其成型為適于切削所需的最佳力學(xué)構(gòu)形，延長(zhǎng)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(guó)科學(xué) 院合肥分院高技術(shù)開發(fā)部95年底完成的'高技術(shù)覆膜金剛石'，再應(yīng)用溫密制造工藝制 造的節(jié)塊(刀頭)，其質(zhì)量指標(biāo)比目前國(guó)內(nèi)水平提高40 50%，制造成本降低30 40%。溫密制造工藝的特點(diǎn)在于'溫密'改變了粉末冶金中的常規(guī)現(xiàn)象，使同樣的胎體 材料制成的刀頭，其強(qiáng)度(抗彎6bb)平均提高20%，其硬度(HRC)卻平均下降20%，同時(shí) 使制造出的刀頭致密度接近和達(dá)到理論值的99. 6% 100%，因而質(zhì)量高，性能穩(wěn)定，成本 低。
具體實(shí)施例方式

圖1為本發(fā)明金剛石節(jié)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(nèi)，為保證溫密工藝的要求，料中 必須添加0. 2 鹵族化合物作為活化劑。圖中B，C、D過程由'金剛石節(jié)塊成型機(jī)'分步完成，全過程由相關(guān)控制系統(tǒng)自動(dòng) 控制。其工藝要求為B-粉料與模具升溫到150 170°C之間，升溫時(shí)間彡20S ；C-壓制成 型的壓力在400MPa左右，壓制坯體時(shí)的料心與模壁溫差為士 1°C。圖中Ε、F過程由真空燒結(jié)密化爐分步完成，全過程也為自動(dòng)控制，燒結(jié)溫度 彡 950"C。圖中G-成品檢驗(yàn)由人工完成。
權(quán)利要求
1.一種金剛石節(jié)塊的溫密制造工藝，其特征在于它由人工或自動(dòng)機(jī)裝料——粉料與 模具升溫一壓制成型一自動(dòng)卸模一真空燒結(jié)一最終致密一成品檢驗(yàn)等工序組 成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫密制造工藝，其特征在于配制好的料體必須添加0.2 的鹵族化合物作活化劑，一次裝入特制的模具內(nèi)；粉料與模具升溫，壓制成型，自動(dòng)卸模等過程由'金剛石節(jié)塊成型機(jī)'分步全自動(dòng)完成，其中粉料與模具升溫到150 170°C 之間，升溫時(shí)間彡20S ；壓制成型的壓力在400MPa左右，壓制坯體時(shí)的料心與模壁溫差為 士 1 °C，真空燒結(jié)和最終致密過程由真空燒結(jié)密化爐分步全自動(dòng)完成，燒結(jié)溫度> 950°C。
全文摘要
本發(fā)明公開一種金剛石節(jié)塊(刀頭)的溫密制造工藝，是將粉料和金剛石單晶一次裝模后，把料與模具同時(shí)快速加溫至150-170度之間，即用中等壓力(400MPa左右)壓制成生坯，其致密度可達(dá)到理論值的96％以上，再對(duì)坯體做真空燒結(jié)密化處理。這種工藝克服了現(xiàn)有金剛石質(zhì)量高，成本低，批量尺寸精確，為自動(dòng)化大批量規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)B22F3/16GK102039411SQ200910272528
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月24日
發(fā)明者馮正昌 申請(qǐng)人:湖北逢金金剛石制品有限公司