CN109719633B - 一种刀头的造孔颗粒及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀头的造孔颗粒，包含质量比例为0～35％的石墨粉、质量比例为5％～30％的粘合剂和质量比例为35％～95％的碳酸钙粉，原料简单且无污染。与之相应的一种上述造孔颗粒的制作方法，将含碳酸钙粉的原料搅拌后加入利用挤料机进行挤压，然后进行打断滚圆，制作过程简单快捷，生产成本低并且生产效率高，特别是用于刀头中能够有效改善刀头的磨削性能。此发明用于磨具制造领域。

Description

一种刀头的造孔颗粒及制作方法

技术领域

本发明涉及磨具制造领域，特别是涉及一种刀头的造孔颗粒及制作方法。

背景技术

磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度，每次切削深度很小，在一次形成中所去除的物料层很薄，是一种应用广泛的机械加工方法。而在磨削过程中，当磨具的磨粒磨钝时，由于磨粒自身部分碎裂或结合剂断裂，磨粒从磨具上局部或完全脱落，而磨具工作面上的磨料不断出现新的切削刃口，或不断露出新的锋利磨粒，使磨具在一定时间内能保持切削性能。磨具的这种自锐性，是磨具与一般刀具相比突出的特点。

但是相对而言整个磨削过程中会产生较高温度，高温容易损坏工件或者磨具，也可能造成较大的尺寸差异。而磨削过程中所产生的磨屑容易粘附在磨具上面或者工件上面，会很大程度地影响后续的磨削加工。并且磨具在自锐过程中，磨粒部分露出过多容易脱落，磨粒部分露出太少又很难打磨到工件，这也很大程度上限制了磨削加工的效率和质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、实用的刀头的造孔颗粒，与之相应的一种生产该造孔颗粒的便捷高效的制作方法。

本发明所采取的技术方案是：一种刀头的造孔颗粒，包含质量比例为0～35％的石墨粉、质量比例为5％～30％的粘合剂和质量比例为35％～95％的碳酸钙粉。

作为上述方案的改进，粘合剂为有机物粘合剂。

作为上述方案的改进，粘合剂为玉米粉。

作为上述方案的改进，造孔颗粒为球形，直径在0.3mm～3mm之间。

与之相应，一种用于上述造孔颗粒的制作方法，包括以下步骤：

1)、将石墨粉、粘合剂、碳酸钙粉和质量比例为5％～25％的水混合搅拌；

2)、利用挤料机将搅拌好的原料挤压成细条状的坯料；

3)、使用滚圆机构对坯料打断、滚圆并烘干，至坯料变为颗粒状。

作为上述方案的改进，滚圆机构包括滚筒和锥台，锥台由动力装置带动，滚圆机构位于挤料机的出口的下方，步骤3)中利用锥台对坯料进行打断和滚圆。

作为上述方案的改进，锥台持续旋转，步骤2)中坯料直接排放至锥台上，滚筒的侧边设有便于坯料流出的出口。

作为上述方案的改进，在坯料打断和滚圆过程中用热风机往滚筒内吹热风，烘干坯料。

作为上述方案的改进，挤料机的压力在5Mpa～10Mpa之间。

本发明的有益效果：该造孔颗粒用于改善刀头的磨削性能，原理是碳酸钙可高温分解成能与水剧烈反应的氧化钙，在利用造孔颗粒制造刀头的过程中，造孔颗粒与刀头的粉末原料混合后进行粉末冶金，高温促使粉末混合物中的碳酸钙粉分解为氧化钙，在刀头的使用加工过程中，磨块表面的氧化钙与水发生反应向外喷发并在刀头中造出孔洞，可以提高磨削过程中的容屑能力，有效去除磨削过程中产生的磨屑，产生的孔洞可以提高磨具的磨削效率和加工表面冷却能力；与之相应的制作方法是，将钻石造孔的原料搅拌后挤压成丝线状，然后打断滚圆制成近似圆形的颗粒，其制作过程简单快捷、生产成本低、生产效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是造孔颗粒制作的部分设备流程示意图。

具体实施方式

本发明为一种刀头的造孔颗粒，包含质量比例为0～35％的石墨粉、质量比例为5％～30％的粘合剂和质量比例为35％～95％的碳酸钙粉。一般情况下，制作造孔颗粒13所用的碳酸钙粉选择颗粒较小的粉末。粘合剂的选择需较为严格，在保证其具有一定粘性的同时，需避免粘合剂与造孔颗粒13中的其他原料发生不必要的反应，并且需保证后续粉末冶金制造磨具时候粘合剂也不会与粉末冶金的原料发生额外的反应。而且在粉末冶金的高温下，粘合剂需在高温下性质不变或者会分解成不影响造孔颗粒13作用、不影响磨具加工的某类物质。一般选取有机粘合剂，如淀粉类粘合剂，高温环境下会碳化。在原料搅拌的过程中还应加入质量比例为5％～25％的水，保证挤料后造孔颗粒13内部粘度并促进搅拌，后续再烘干水分即可。同时该造孔颗粒13为球形，便于在生产过程中统一规格，并且易于储存，还能在磨具应用中提高其效果。一般造孔颗粒13的直径在0.3mm～3mm之间，可以根据需要进行适当的选择。这里所述的球形仅仅指近似球形而已，完美球形实际上无法加工出来。

实施例1：石墨粉的质量比例为0％，粘合剂的质量比例为5％，碳酸钙粉的质量比例为95％。加工出来的造孔颗粒13用于磨块的效果是：耐磨性提高40％，锋利度提高60％，容屑、排屑、降温效果明显。

实施例2：石墨粉的质量比例为35％，粘合剂的质量比例为30％，碳酸钙粉的质量比例为 35％。加工出来的造孔颗粒13用于磨块的效果是：耐磨性提高80％，锋利度提高90％，容屑、排屑、降温效果明显。

实施例3：石墨粉的质量比例为27％，粘合剂的质量比例为9％，碳酸钙粉的质量比例为 64％。加工出来的造孔颗粒13用于磨块的效果是：耐磨性提高150％，锋利度提高80％，容屑、排屑、降温效果明显。

与之相应，一种上述造孔颗粒的制作方法，包括以下步骤：

1)、将石墨粉、粘合剂、碳酸钙粉和质量比例为5％～25％的水混合搅拌；

2)、利用挤料机将搅拌好的原料11挤压成细条状的坯料12；

3)、使用滚圆机构对坯料12打断、滚圆并烘干，至坯料12变为颗粒状。

作为优选的实施方式，步骤1)中可以利用搅拌机对原料11进行搅拌，也可以人工搅拌，但需要保证将原料11充分搅拌均匀。原料11的配比应该保证具有一定的粘性，否则可能会影响步骤2)中挤压成型的效果。

作为优选的实施方式，步骤2)中挤料机的压力在5Mpa～10Mpa之间，挤出压力决定了坯料12的成型程度。压力过低的话坯料12可能松散不成型或容易破裂，影响该造孔颗粒13 的使用效果。根据所要制作造孔颗粒13的直径调节挤料机的挤料出口，挤料出口应该略大于造孔颗粒13的直径。这样可以保证坯料12的尺寸，避免在后续经过打断滚圆后造成造孔颗粒13尺寸不符合标准。

作为优选的实施方式，步骤3)中滚圆机构包括滚筒31和锥台32，并在滚筒31侧面设有便于坯料12流出的出口。利用滚筒31对坯料12进行打断和滚圆，通过锥台32的斜坡和离心力可以打断坯料12，同时断开后的坯料12相互摩擦形成球形。以为挤压成形前再原料11中加入水保证坯料12的粘度湿度，但造孔颗粒在打断磨圆的时候，需要保证较低的湿度。所以在坯料12打断和滚圆过程中利用热风机进行热烘,对其过程进行升温并降低成品的湿度。

在本实施例中，原料11有石墨粉、玉米粉和碳酸钙粉，其中玉米粉作为粘合剂，造孔颗粒13为球形并且直径控制在0.5mm左右，其具体制作步骤如下：

1)、将石墨粉、玉米粉、碳酸钙粉和水按照1：1：7：1的比例倒入物料桶中，初步人工搅拌5分钟后，利用利搅拌机进行搅拌混合20分钟。

2)、挤料机的出口设置为0.8mm，挤料机的压力设置为8Mpa，将搅拌好的原料11倒入挤料机进行挤压生成细条状的坯料12。一般挤料机的料斗21位于机体的上方，通过人工将搅拌好的原料11倒入挤料机中。原料11到达挤料机中的挤料装置22，利用螺杆或其他挤料装置22压缩原料11空间来进行挤压，然后压缩后的原料11进一步挤压从由物料机下端的出口 23挤出形成细条状的坯料12。

3)、在挤料机的出口位置处设置有滚筒31，挤料机挤出的坯料12直接落入滚筒31中进行滚转。滚转过程中坯料12会自行打断，坯料12之间会相互摩擦、坯料12与滚筒31之间相互摩擦进行滚圆，最后形成球形的小颗粒，从滚筒31底部的排料口排除。一般滚筒31为中间设有转动锥台32的圆形物料桶，可以在锥台32上设置有凸棱。利用动力装置33带动锥台转动带动坯料12运动，实现坯料12的打断和滚圆。并且在滚筒31对坯料12进行打断滚圆的过程中，用热风机进行热烘，可以提高生产温度并降低湿度，提高成品质量。制作成的造孔颗粒13进行真空包装，便于储存运输。

制作出来的造孔颗粒13作为新型刀头粉末冶金的原料之一。在这种新型刀头粉末冶金之前，先将钻石颗粒、胎体金属粉和造孔颗粒13等按一定的比例混合，并使用设备充分搅拌均匀。然后将混合好的原料装进压模中施压形成坯块，装入热压模，将坯块升温冶炼。在冶炼的过程中，造孔颗粒13里的碳酸钙粉高温分解成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳从坯块中逸出。玉米粉高温碳化，其碳化后变得松脆，并且玉米粉碳化后的性质与钻石颗粒相近。烧结后的刀头在干燥的环境中冷却，并通过装夹焊接等方式连接到刀架上。

这种新型的刀头一般是针对石料或陶瓷的磨削加工，在磨削的过程中利用水作为加工液。在磨削过程中，磨具与工件接触面处的钻石颗粒与磨具的连接强度逐渐变小，钻石颗粒从磨具上局部或完全脱落，相当于磨具上的磨块不断变薄，磨具工作面上的钻石颗粒不断出现形成新的切削刃口，使磨具不断保持切削性能。在此过程中，磨具中的造孔颗粒13也在不断外露，接触到水。造孔颗粒13中的氧化钙与水发生剧烈反应生成氢氧化钙，所以整个造孔颗粒 13利用氧化钙与水的剧烈反应从磨具中喷发出，同时带走粘附在磨具上的磨屑。造孔颗粒13 在磨具上形成孔洞，该孔洞可以容纳和排除磨削过程中产生的磨屑，并能容纳冷却水，提升磨具的散热性能，也可以为钻石颗粒提供更多露出空间的同时保持磨具对钻石颗粒的抓紧力，进一步提高磨具的加工性能。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种刀头的造孔颗粒制作方法，造孔颗粒包括石墨粉、粘合剂、碳酸钙粉，其特征在于包括以下步骤：

1）、将石墨粉、粘合剂、碳酸钙粉和质量比例为5%～25%的水混合搅拌；

2）、利用挤料机将搅拌好的原料（11）挤压成细条状的坯料（12）；

3）、使用滚圆机构对坯料（12）打断、滚圆并烘干，至坯料（12）变为颗粒状，直径在0.3mm～3mm之间；

其中所述滚圆机构包括滚筒（31）和锥台（32），所述锥台（32）由动力装置（33）带动，所述滚圆机构位于挤料机的出口的下方，所述步骤3）中利用锥台（32）对坯料（12）进行打断和滚圆。

2.根据权利要求1所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述造孔颗粒包含质量比例为0～35%的石墨粉、质量比例为5%～30%的粘合剂和质量比例为35%～95%的碳酸钙粉。

3.根据权利要求2所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述粘合剂为有机物粘合剂。

4.根据权利要求3所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述粘合剂为玉米粉。

5.根据权利要求1或2所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述造孔颗粒（13）为球形。

6.根据权利要求1所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述锥台（32）持续旋转，所述步骤2）中坯料（12）直接排放至锥台（32）上，所述滚筒（31）的侧边设有便于坯料（12）流出的出口。

7.根据权利要求6所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述坯料（12）打断和滚圆过程中用热风机往滚筒（31）内吹热风，烘干坯料（12）。

8.根据权利要求7所述的刀头的造孔颗粒制作方法，其特征在于：所述挤料机的压力在5Mpa～10Mpa之间。

Images