CN102974818A - 一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法，其特征在于制备方法如下：先把250—300目的粗钴粉恢复松散状态；再把金刚石进行镀钛处理；把金刚石按80-85%，钛粉按20-15%，在真空条件下加温到780-800度进行反应，处理后的镀钛金刚石中金刚石占99.7-99.8%,钛粉占0.2-0.3%；再将镀钛金刚石占8-10%，钴粉占92-90%均匀混合；用三维混料机充分搅拌混合30-45分钟；在在常温下，使用80-100KN的压力进行压制；然后用真空热压烧结机，进行热压成形；热压最高温度为820度，最大压力200KN，保温保压1-3分钟；本发明经实验检测其若氏硬度达到95-98，胎体抗弯为1211.9MPa.对金刚石的把持力明显高于传统单质金属粉未或多种金属混合粉未胎体对金刚石的把持力，有效提高金刚石的利用率和金刚石工具的锋利度和耐磨度。

Description

一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法

技术领域

 本发明属于刀具技术领域，涉及粉未冶金中的金刚石工具刀头配方及生产工艺，特别涉及一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法。 

背景技术

现有金刚石工具刀齿配方种类烦多，大体分为：陶瓷类金刚石工具，石材类金刚石工具，混凝土类金刚石工具。现有金刚石工具刀头配方主要采用多种单质金属粉未的混合，如，铜粉，铁粉，锡粉，镍粉，锌粉，碳化钨粉，铬粉，钛粉，或采用预合金粉未如铜铁合金，铜锌合金与单质金属粉未的混合。混合后加入金刚石搅拌均匀，放入热压烧结机内，通过高温高压成形，所生产的金刚石刀头，由于各金属粉未混合后难以实现充分完全混合均匀，加上混合后的金属粉未烧结温度范围较窄及合金胎体对烧结温度的均匀性要求较高，现有热压烧结机很难实现让一模框的合金刀头受热均匀，再加上合金粉未对金刚石的把持力量不够，导致金刚石工具刀头钻切不锋利，而且不耐磨。如CN200920102324.0，公开了一种金刚石工具刀头，包括与基体连接的过渡层和由金刚石与金属粉制成的混合粉烧结而成的切削工作层，过渡层由钢材尤其是中、低碳钢材料和中、低碳合金钢材料加工而成。分层型的如本发明人发明的201120202837.6，公开一种分层金刚石工具刀头，包括三层或三层以上胎体层，且所述胎体层从两边到中间的金刚石溶度逐渐减弱。本发明的分层金刚石工具刀头在切割的过程中不会形成圆口，而是形成凹型或始终保持平面，从而达到减少切割面积，提高金刚石工具切割速度和使用寿命的效果。因此现有技术还有待完善。 

发明内容

本发明采用一种单质金属钴粉，并把金刚石表面镀上钛粉，通过热压烧结形成高品质金刚石工具刀头，从而提供一种特种金刚石工具刀头配方及制备方法。有效提高金刚石刀头胎体对金刚石的把持力，达到提高金刚石工具锋利度和耐磨度的效果。 

本发明的设计方案之一是： 

一种特种金刚石工具刀头配方，由以下重量百分比的物质组成：镀钛金刚石8-10%，钴粉92-90%，其中镀钛金刚石中金刚石占99.7-99.8%,钛粉占0.2-0.3%。

本发明的设计方案之二是： 

一种特种金刚石工具刀头的制备方法

第一步把250—300目的粗钴粉和小钢球一起放在三维混料机内混合搅拌25—35分钟，让钴粉恢复真空包装前的松散状态；

第二步把金刚石进行镀钛处理；把金刚石按80-85%，钛粉按20-15%，在真空条件下加温到780-800度进行反应，处理后的镀钛金刚石中金刚石占99.7-99.8%,钛粉占0.2-0.3%；

第三步把镀钛金刚石与纯钴粉按重量比：镀钛金刚石占8-10%，钴粉占92-90%均匀混合；

第四步用三维混料机把加入的镀钛金刚石与钴粉充分搅拌混合30-45分钟； 

第五步把混合好的料用冷压机冷压成形；冷压在常温下，使用80-100KN的压力进行压制；

第六步把冷压好的片装块装进铁模框中，然后用真空热压烧结机，进行热压成形；热压最高温度为820度，最大压力200KN，保温保压1-3分钟；

第七步把热压成形的刀头进行表面喷砂处理处包装；

所述百分比为重量百分比。

由于金属钴粉对金刚石有很好的包裹效果，加上把金刚石表面镀上钛粉，热压烧结过程中金属钴和金属钛能形成合金，有效提高钴基胎体对金刚石的包裹效果，由于采用单质金属钴粉，有效解决各种金属粉未混合不均匀现象，另外钴粉的烧结温度比合金粉烧结温度宽泛，大大提高了生产过程中产品质量的稳定性。 

本发明强调金刚石要进行镀钛处理，使用80KW的真空热压烧结机，在820度的温度下，用200KN的压力，对纯钴粉胎体保温保压烧结2分钟。由于钴是金属中与碳相容性最好的金属之一，钴溶液对碳的润湿角为50-70度能够润湿金刚石和石墨，钴与金刚石的粘着功比铜高10多倍，所以钴是粘结金刚石的最好胎体材料之一。 

本发明操作简单效果显著，发明人对几十种金属粉未进行过反复实验，上百种不同金属粉未之间的比例搭配，结果发现纯钴粉对金刚石的包裹效果好，这种纯钴粉胎体生产的金刚石刀头经实验检测其若氏硬度达到95-98，胎体抗弯为1211.9MPa.对金刚石的把持力明显高于传统单质金属粉未或多种金属混合粉未胎体对金刚石的把持力，有效提高金刚石的利用率，提高了金刚石工具的锋利度和耐磨度。 

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程图。 

具体实施方式

本发明通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。 

实施例1 

第一步把300目的粗钴粉和小钢球一起放在三维混料机内混合搅拌30分钟，让钴粉恢复真空包装前的松散状态；

第二步把金刚石进行镀钛处理；把金刚石按85%，钛粉按15%，在真空条件下加温到800度进行反应，处理后的镀钛金刚石中金刚石占99.7%,钛粉占0.3%；

第三步把镀钛金刚石与纯钴粉按重量比：镀钛金刚石占10%，钴粉占90%均匀混合；

第四步用三维混料机把加入的镀钛金刚石与钴粉充分搅拌混合30分钟； 

第五步把混合好的料用冷压机冷压成形；冷压在常温下，使用100KN的压力进行压制；

第六步把冷压好的片装块装进铁模框中，然后用真空热压烧结机，进行热压成形；热压最高温度为820度，最大压力200KN，保温保压1分钟；

第七步把热压成形的刀头进行表面喷砂处理处包装。

实施例2 

第一步把250目的粗钴粉和小钢球一起放在三维混料机内混合搅拌35分钟，让钴粉恢复真空包装前的松散状态；

第二步把金刚石进行镀钛处理；把金刚石按80%，钛粉按20%，在真空条件下加温到780度进行反应，处理后的镀钛金刚石中金刚石占99.8%,钛粉占0.2%；

第三步把镀钛金刚石与纯钴粉按重量比：镀钛金刚石占8%，钴粉占92%均匀混合；

第四步用三维混料机把加入的镀钛金刚石与钴粉充分搅拌混合45分钟； 

第五步把混合好的料用冷压机冷压成形；冷压在常温下，使用80KN的压力进行压制；

第六步把冷压好的片装块装进铁模框中，然后用真空热压烧结机，进行热压成形；热压最高温度为820度，最大压力200KN，保温保压3分钟；

第七步把热压成形的刀头进行表面喷砂处理处包装。

Claims (2)

1.一种特种金刚石工具刀头配方，其特征在于配方由以下重量百分比的物质组成：镀钛金刚石8-10%，钴粉92-90%，其中镀钛金刚石中金刚石占99.7-99.8%,钛粉占0.2-0.3%。

2.一种特种金刚石工具刀头的制备方法，其特征在于制备方法如下：

第一步把250—300目的粗钴粉和小钢球一起放在三维混料机内混合搅拌25—35分钟，让钴粉恢复真空包装前的松散状态；

第二步把金刚石进行镀钛处理；把金刚石按80-85%，钛粉按20-15%，在真空条件下加温到780-800度进行反应，处理后的镀钛金刚石中金刚石占99.7-99.8%,钛粉占0.2-0.3%；

第三步把镀钛金刚石与纯钴粉按重量比：镀钛金刚石占8-10%，钴粉占92-90%均匀混合；

第四步用三维混料机把加入的镀钛金刚石与钴粉充分搅拌混合30-45分钟； 

第五步把混合好的料用冷压机冷压成形；冷压在常温下，使用80-100KN的压力进行压制；

第六步把冷压好的片装块装进铁模框中，然后用真空热压烧结机，进行热压成形；热压最高温度为820度，最大压力200KN，保温保压1-3分钟；

第七步把热压成形的刀头进行表面喷砂处理处包装；

所述百分比为重量百分比。