[发明专利]一种增强烧结金刚石结块中磨粒把持强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种广泛应于矿山、石材、混凝土、工程材料和金属构件 等加工领域的金刚石工具结块的制造方法。

技术背景

金刚石结块是组成金刚石工具的关键部件，广泛应用于矿山、石材、 混凝土等硬脆性材料加工领域，其加工的实质是通过固结于结块胎体上的 磨粒进行材料去除加工。目前所有的金刚石结块几乎都是用烧结工艺实现 对磨粒的固结。然而现有烧结金刚石结块胎体对磨粒的把持主要是通过机 械包镶实现，把持强度相当有限。在加工过程中，受机械载、热冲击等载 荷频繁作用，磨粒极易脱离胎体，导致磨粒提前丧失工作能力。大量磨粒 从胎体脱落，不仅导致磨粒大量浪费，更会导致结块变钝而丧失加工能力， 影响加工效率和加工经济性。

工程实践表明，只有磨粒与胎体间发生化学结合，采用实现磨粒的有 效把持。但现有的烧结结块胎体材料由于受温度、耐磨性等要求的限制， 很能和磨粒发生反应。上世纪90年代提出的金刚石钎焊技术应用表明采用 活性材料可以有效解决磨粒化学把持问题。但若直接将烧结结块的胎体材 料换成活性材料，将会出现磨粒团聚、难出刃和高成本问题。能在有效保 留现有烧结结块骨架结构作用的基础上充分利用活性材料特性的方法尚未 见报道。

同时，从烧结结块表面磨粒出刃及拖尾特征可知，磨粒把持是具有方 向性的，这恰是源于磨粒承受载荷具有方向性的。如果能正确根据磨粒承 受载荷的方向来设计磨粒在胎体中应具有的把持方位，必能大大提高结块 磨粒的工作寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种增强烧结金刚石结块中磨粒把持强度的方 法，其能在保留现有烧结结块胎体骨架作用的基础上，极大增强磨粒的把 持强度。

本发明的技术方案是这样的：一种增强烧结金刚石结块中磨粒把持强 度的方法，在金刚石结块烧结之前，根据结块实际应用场合确定磨粒受载 的方向和需要把持方位，将活性材料定位添加到胎体与磨粒待把持部位之 间；在结块烧结时，将烧结温度提升到活性材料能与磨粒发生化学反应的 活化温度范围内，并保温一定时间，使磨粒与活性材料所含的活性元素或 活性元素的化合物发生反应并形成化学结合过渡层，冷却后即可得到具有 定方位化学结合的强磨粒把持效果的金刚石结块。

上述的活性材料是在一定温度下能和磨粒发生化学结合的合金粉末， 这种合金粉末由质量百分比为：4.5～15.1:84.9～95.5活性元素和活性元素的 载体或溶剂混合而成，活性元素可用钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钴(Co)、 钒(V)、钼(Mo)、锆(Zr)、铌(Nb)、钽(Ta)、锰(Mn)、铝(Al)、 硅(Si)中的一种或多种，载体或溶剂可用镍(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)、 铁(Fe)、碳(C)、硼(B)、磷(P)中的一种或多种。

所述的磨粒是金刚石或表面经过处理的金刚石。

采用上述方案后，利用本发明方法制造的金刚石结块保留了传统烧结 结块胎体骨架的作用，同时通过定位添加活性材料，完美实现胎体对磨粒 定方位针对性牢固把持，彻底改善了传统烧结结块磨粒把持力不足问题。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限 定。

本发明所用的活性材料是在一定温度下能和磨粒发生化学结合的合金 粉末，这种合金粉末由质量百分比为4.5～15.1:84.9～95.5的活性元素和活性 元素的载体(或溶剂)组成，活性元素可用钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钴 (Co)、钒(V)、钼(Mo)、锆(Zr)、铌(Nb)、钽(Ta)、锰(Mn)、铝 (Al)、硅(Si)中的一种或多种，活性元素的载体(或溶剂)可用镍(Ni)、 银(Ag)、铜(Cu)、铁(Fe)、碳(C)、硼(B)、磷(P)中的一种或多种。