[发明专利]用于烧结金刚石刀头的模具及金刚石刀头的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烧结金刚石刀头的模具及金刚石刀头的制作方法。

背景技术

热压机是金刚石刀头生产中最常用的一种电阻热压设备，见附图1和附图2，其工作原理为：将金刚石刀头6装入石墨模具，并置于铁制的模框1内，用螺钉4紧固，送入热压机；通电后，石墨模具开始升温，对金刚石刀头6加热，同时热压机通过石墨模具对金刚石刀头6施加压力，经过一段时间的加温加压完成金刚石刀头6的烧结。石墨模具包括位于金刚石刀头6左右两侧的石墨挡板2以及位于金刚石刀头6上下两侧的石墨压头5。

由于热压机电阻发热的工作原理以及其输出功率的限制，通常每个石墨模具内只能热压10～20个金刚石刀头6，而热压机每次只能热压1模，生产效率低，单位刀头的耗电量大。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、制作成本低、产品质量好、生产效率高的用于烧结金刚石刀头的模具及金刚石刀头的制作方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种用于烧结金刚石刀头的模具，包括带空腔的模框，模框上设置有一个以上的螺钉孔，其特征是还包括位于空腔内的挡板，螺钉的一端穿过螺钉孔后与挡板相接。

所述挡板上设置有装配孔。

所述模框的空腔内还设置有插板。

所述插板与挡板朝向空腔中央的一侧相接。

所述插板的表面设置有石墨粉层。

所述模框的空腔内设置有二层以上的金刚石刀头，相邻金刚石刀头之间设置有石墨压头。

所述模框为二个以上，相邻模框之间上下叠置，相邻模框之间设置有石墨垫板。

所述模框、挡板和插板均采用合金材料制成。

一种金刚石刀头的制作方法，其特征是将冷压成形后的金刚石刀头和石墨压头按序放在一个模框的空腔内，金刚石刀头为二层以上，左右相邻的金刚石刀头的上下位置相互错开，通过螺钉和挡板将组装好的模框、金刚石刀头和石墨压头固定并锁紧，在锁紧后的模框的内壁和挡板之间插入插板，然后拆掉螺钉，将多个完成组装的模框上下叠置后放入烧结炉内进行金刚石刀头的烧结成型，其中，上下相邻模框之间通过石墨垫板进行隔离。

所述插板在插入时，首先在插板的两侧涂石墨粉层。

本发明采用有氢气气氛保护的烧结炉，由于氢气气氛保护，烧结的刀头质量好，也能有效避免模具与空气接触，有效的保护模具不被氧化，延长了模具的使用寿命；每模生产的刀头数量多，并且每炉可以烧结多模，大大提高了生产效率，单位刀头的能耗极低。

本发明中的模框、挡板和插板均采用合金制成，故在高温高压下变形量小极小，从而确保了成形后的金刚石刀头的质量。

本发明提供的采用烧结炉制作金刚石刀头的制作方法与现有的采用热压机制作金刚石刀头的制作方法主要有以下不同：

①生产设备不同

热压机是通过两个电极供电，由于金刚石刀头本身具有电阻而产生热量，同时热压机的液压加载系统通过两电极给装有金刚石刀头的石墨模具(也就是石墨压头)加压，进而由石墨模具将压力传导给金刚石刀头，从而在加热加压条件下完成金刚石刀头的制作。该热压机内的模框的大小由热压机的电极的面积所限制，而电极的面积受热压机本身功率限制，常用的热压机额定功率为30kw，电极的有效加热面积约为90mm＊90mm；

本发明所用的氢气气氛的烧结炉的加热原理为辐射加热，通过烧结炉的炉膛内的电热丝发热，以热辐射的方式给组装完成后的模具进行整体加热，热量是从外向内传导的。该氢气气氛的烧结炉的炉座与其液压系统相接，实现对金刚石刀头的加压。本发明采用的氢气气氛的烧结炉的额定功率为40～60kw，有效加压面积约为220mm＊220mm；这种氢气气氛的烧结炉属于普通型。

当将用于热压机的原模框用于氢气气氛的烧结炉中时，在烧结炉的加热加压过程中，该模框将严重变形，其上的螺钉与模框本体在高温下粘结为一体，最后导致金刚石刀头和模框本体都报废。

②烧结工艺不同

氢气气氛的烧结炉是采用辐射加热，热量自外向内传导，若工作时间太短将出现无法烧结完全，通常情况下，氢气气氛的烧结炉的工艺设定烧结时间为1h，在此种条件下用于热压机的原模框在氢气气氛的烧结炉内早已烧结变形。

③材质不同

用于热压机的原模框的材质为普通钢模，本发明中的模框、插板和挡板全部采用合金材料制成，能经受高温而几乎没有变形。

④模框不同