[发明专利]一种金刚石工具的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工硬脆非金属材料用的金刚石工具的制造方法。 

背景技术

目前，金刚石工具已广泛应用于对硬脆的非金属材料(如石材、水泥制品等)的加工。金刚石工具一般由刀头和基体组成。制造金刚石工具的工艺过程一般为：首先通过机械加工方法制造好工具基体，通过粉末冶金方法制造好刀头，然后将刀头和基体焊接在一起；也可将基体与含有金刚石等超硬材料的金属粉直接通过粉末冶金法烧结而成。刀头与锯片基体的焊接一般使用钎焊、激光焊等焊接方法。为了便于焊接，一般锯片的刀头由便于与基体焊接的过渡层和切削层组成，目前过渡层和切削层都是采用金属粉末通过粉末冶金的方法制造，切削层一般是采用金刚石和金属粉末制成的混合粉，而过渡层则采用便于焊接的Fe、Co、Ni等粉末，而工具基体则采用一般的结构钢制造。基体的制作是采用通用的加工方法，如制造锯片时首先采用冲压或者切割方法进行下料，然后经热处理，再经过磨削、机加工，必要再进行钻孔、切缝等加工工序就完成锯片基体的制作。刀头的制备目前都是采用粉末冶金方法，首先按比例分别配制好切削层和过渡层的两种的金属粉末，并分别混合均匀待用；然后是压制型坯工序，在压力机上安装好模具，将作为切削部分的含金刚石等超硬材料的金属粉末和作为过渡层的金属粉末先后加入到模具中，使它们分成上下两层，然后经过加压形成刀头的型坯；第三步是将上述的型坯在烧结炉中进行烧结，使切削层的金属粉末和过渡层金属粉末的强度达到一定的要求，并使两层粉末连接成一体。在刀头和基体制造完成后将刀头的过渡层和基体焊接在一起就形成了金刚石工具。 

目前的这种制造金刚石工具的方法，其刀头需要选择至少两种合适配比的粉末和合适的加压方式，不但配制粉末时需要仔细称量各配比成分粉末的数量，还要对粉末进行充分搅拌混合，如果混合不均匀，则可能影响刀头的焊接性能或者连接强度。并且这种结构的刀头在与基体进行焊接时，也要求有比较苛刻的焊接条件，一般应使用钎焊或者激光焊方式进行焊接；即使这样，由于作为过渡层的金属粉末在烧结过程中，粉末所能达到的密度和强度也不可能与常用的钢材的密度和强度相比，因此即使焊接的质量很好，其连接强度也不如钢材之间的焊接强度高。另外，我们知道，金属粉末的制造成本比较高，金属粉末的价格比常用的钢材的价格要高的多。因此这种金刚石工具的成本高，而且与工具基体焊接部分的材料的焊接性能差，使刀头与基体结合强度不如普通钢材之间焊接后的强度高，因此刀头不牢固，容易掉刀头，安全性欠佳。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种制造成本低、刀头和基体具有良好焊接性能及连接强度的金刚石工具的制造方法。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 

一种金刚石工具的制造方法，包括工具基体的制造工序、刀头制造工序、将刀头和基体焊接的工序，还包括连接刀头与基体的过渡层的制造工序，过渡层采用钢材加工而成，刀头通过过渡层与基体固定连接在一起。 

过渡层的制造工序中的过渡层与切削层相结合的部位制造有沟槽。这里所述的沟槽是为了增加过渡层和切削层的接触面积和连接强度，因此沟槽可以做成齿形，也可以做成锯齿形，或者波浪形、螺旋线形等其它可以增加接触面积的任何形状。 

本发明的过渡层的制造工序中的过渡层的制造方法至少包括一下三种： 

①采用钢板挤压方法制造，在挤压之前或者之后将钢板裁成需要尺寸的与基体配合的过渡层。这种方法及所制造成的过渡层也可以制造出沟槽。这种方法及所制成的过渡层适合于在平面上焊接刀头的金刚石工具。 

②采用轧制的方法制造，在钢材轧制过程中即形成过渡层上的沟槽，然后进行切割，制成带沟槽的过渡层。 

③采用合适尺寸的钢管经过拉削制造出沟槽，然后再切割成需要尺寸的与基体配合的过渡层，这种方法及所制造成的过渡层具有固有的内圆弧，可以和金刚石锯片的外圆焊接。 

本发明的进一步改进在于：过渡层的钢材优选中、低碳钢材料或中、低碳合金钢材料。 

本发明的刀头制造工序包括以下二种方法： 

在压制刀头型坯过程中将制好的过渡层放到模具内作为切削层的金刚石和金属粉末制成的混合粉的上面，然后加压形成带过渡层的刀头型坯，再经过烧结制造成刀头。然后将刀头与基体焊接在一起。 

刀头制造工序还可以是将作为切削层的金刚石和金属粉末制成的混合粉先压制成只有切削层的型坯，再将过渡层与切削层型坯组合后放入烧结炉中烧结成刀头。 

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：