[发明专利]一种自锐利型金刚石刀具

说明书

本发明揭示了一种自锐利型金刚石刀具及其制备方法。所述自锐利型金刚石刀具包括刀具基体和设置在刀具基体上的自锐利层，所述自锐利层由镍铁钎料和金刚石原料形成，且镍铁钎料包括由质量比10～20:1的标准镍基钎焊合金和铁的混合物。本发明秸秆粉碎刀具中设置有具有一定厚度的自锐利层，并通过焊接的方式实现镍铁钎料与基体材料间形成良好的冶金结合，同时，镍铁钎料与金刚石原料在焊接过程中也可发生互相渗透，形成良好的化学键结合，从而使刀具始终保持锋利，实现自锐利的效果，并大大提高了其使用寿命。

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种自锐利型金刚石刀具及其制备方法。

背景技术

金刚石是目前世界上发现并在工业上大量使用的最硬材料，其具有优异的硬度、刚度、耐磨性和热稳定性能，因而被广泛应用于各种切磨工具中。利用金刚石作为增强材料延长切磨刀具的使用寿命是广泛应用的。目前金刚石刀具的加工以粉末冶金和钎焊方式为主；其中粉末冶金法工艺复杂，对设备要求高，因而产品的成本相对较高；钎焊法受金刚石自身特性的影响，只能采用真空钎焊、激光钎焊、感应钎焊的方法进行制备，上述钎焊方法的效率低下，不能实现大规模流水线化的加工制造模式。

同时，在金刚石刀具的中所选择的金属粘接剂对金刚石刀具的使用寿命有直接影响。金属粘接剂层硬度过高，易产生剥离脱落，硬度过低也无法适应切割、切削应用的需求。目前市场上使用的收割/切割刀具，基本为钢基体钎焊硬质相涂层的结构的限制。其主要的失效模式为断裂和磨损，主要受硬相涂层与基体结合强度有限。当耐磨涂层剥离后，基体钢易于磨损失去刃口。因而，对切割刀具而言，急需研发一种生产工艺成本低、效率高且具有自锐利效果的新型刀具。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自锐利型金刚石刀具及其制备方法，从而克服现有技术的不足。

本发明实施例提供一种自锐利型金刚石刀具，其包括刀具基体和设置在刀具基体上的自锐利层，所述自锐利层由镍铁钎料和金刚石原料形成，且镍铁钎料包括由质量比10～20:1的标准镍基钎焊合金和铁粉/不锈钢粉的混合物。

进一步地，所述镍铁钎料为标准镍基钎焊合金和羰基铁粉的混合物。

进一步地，所述标准镍基钎焊合金包括BNi2、BNi5、BNi7中的任意一种或两种以上的组合。

本发明实施例还提供一种所述的自锐利型金刚石刀具的制备方法，其包括：

(1)提供刀具基体；

(2)将镍铁钎料和金刚石原料施加于刀具基体表面，形成自锐利层；

(3)在保护性气氛中，使步骤(2)最终所获基体/自锐利层复合结构连续通过可控气氛的自动化网带炉进行钎焊处理，之后进行后处理，获得自锐利型金刚石刀具；其中，钎焊处理先以6-10℃/min的升温速率升至900～1100℃，并在900～1100℃的温度下保温20～30min，再以20-30℃/min的升温速率升至1100～1300℃，并在1100～1300℃的温度下保温40～60min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明自锐利型金刚石刀具，其设置有具有一定厚度的自锐利层，并通过焊接的方式实现自锐利层与基体材料间形成良好的冶金结合，同时，镍铁钎料和金刚石原料在焊接过程中也可发生互相渗透，也能形成良好的化学键结合；此外，本申请中选择使用具有一定硬度和强度的镍铁钎料作为原料，在与基体层和金刚石原料间互相渗透形成冶金结合的同时，其自身也形成了具有一定硬度和强度的中间厚层结构，在实际使用过程中，硬度较低的基底会发生崩口、破裂或磨削、磨损，上述缺陷发生处，镍铁钎料与基底层间因硬度不同会产生不同程度的磨碎或剥离，形成由硬度较高的自锐利层所形成的新的边刃，从而使刀具始终保持锋利，实现自锐利的效果，实际使用过程中具有自锐利层的刀具的使用寿命明显高于传统的刀具材料，同时，铁粉的加入，可以对金刚石钎焊过程中的热石墨化产生抑制作用，从而实现在气氛下的金刚石高温钎焊。