[发明专利]复合磨粒超硬材料节块式刀头

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过烧结制造的节块式刀头(亦称工作齿)，主要涉及钢筋混凝土构件切割/钻削中使用的超硬材料切割/钻削工具中的节块式刀头。

背景技术

超硬材料制品是国民经济的重要支柱行业之一，广泛应用于航空航天、汽车、机械、建筑、石材、陶瓷、电子、光学玻璃等行业领域。超硬材料锯片及薄壁钻在钢筋混凝土构件的加工领域中具有不可替代的作用，尤其是随着我国国民经济的快速发展，涉及道路交通的建设、城镇化进程的加速及老城区的改造等，此类超硬材料制品的消费量越来越大。

目前，用于加工钢筋混凝土构件的锯片及工程薄壁钻都是采用金刚石为超硬磨料，其特点是加工不含钢筋的混凝土构件时具有较好的加工效率和寿命，但在加工含有钢筋的混凝土构件时，由于金刚石在高温摩擦热量的作用下，即使是在有冷却水的湿切/湿钻的情况下，也极易与Fe发生Fe+C→Fe₃C的反应，导致金刚石碳化失效，失去加工钢筋的作用，从而导致锯片或薄壁钻加工效率极低或失效，更不适于无冷却水的干切/干钻工况条件。同时，在切割/钻削过程中，刀头由于摩擦热的集聚而温度升高，会导致刀头与基体间钎焊焊缝的软化，焊缝的连接强度降低，在连续工作过程中易发生掉齿现象，导致工具失效。还有，常规钢筋混凝土锯片或薄壁钻刀头在工作一段时间后，常常会因金属结合剂烧结胎体的磨损而减薄，胎体对金刚石的机械把持能力下降，金刚石极易脱落，刀头的切削能力减弱，因而大大降低了工具的锋利度和使用寿命，影响工具应有效能的发挥。

近年来，随着我国建筑业、高速公路、高速铁路的蓬勃发展，钢筋混凝土构件的应用量越来越多，需要消耗越来越多的超硬材料加工工具，对超硬材料工具的性能要求也越来越高。目前，市售的钢筋混凝土锯片/薄壁钻头中的超硬磨粒均为金刚石单晶颗粒，含金刚石磨粒的刀头可有效加工混凝土构件，但在遇有钢筋的混凝土构件时，其加工效率和使用寿命则会大大降低，其原因在于金刚石不适合于加工黑色金属，尤其是在高速切割/钻削过程中摩擦热量累积增加时，刀头的温度会迅速升高，在高温下，金刚石更易钝化失效，导致工具的加工能力降低或失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对钢筋混凝土具有很好的切割性能的复合磨粒超硬材料节块式刀头。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：复合磨粒超硬材料节块式刀头，所述刀头的组份包括烧结在一起的金属结合剂和超硬磨粒，所述超硬磨粒包括金刚石和立方氮化硼。

作为一种优选的技术方案，所述超硬磨粒在所述刀头中的体积比浓度为9％～60％。

作为一种优选的技术方案，所述金刚石在所述超硬磨粒中的体积比浓度为20％～95％，所述立方氮化硼在所述超硬磨粒中的体积比浓度为5％～80％。

作为一种优选的技术方案，所述金属结合剂的基础成分体系为Fe-Ni-Co-Cu-Sn-Ti中三种以上元素的组合，所述金属结合剂的金属粉末为三元以上的预合金粉末和/或单质金属粉末。

作为一种优选的技术方案，所述金属结合剂内添加有Cr、W、V、Si和Ti中的一种或一种以上的强碳化物/氮化物形成元素。

由于采用了上述技术方案，复合磨粒超硬材料节块式刀头，所述刀头的组份包括烧结在一起的金属结合剂和超硬磨粒，所述超硬磨粒包括金刚石和立方氮化硼；金刚石对混凝土具有很好的切割性能，立方氮化硼对钢筋具有很好的切割性能，金刚石和立方氮化硼配合使用，金刚石主攻混凝土，立方氮化硼主攻钢筋，可大幅度提高超硬材料制品加工混凝土构件的效率及寿命，拓宽超硬材料制品的应用范围，不仅适合于湿切/湿钻，还能适合于干切/干钻，较好的满足现代条件下的家庭装修工程对干切/干钻的工况条件要求。

具体实施方式

下面结合实施例和应用实例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

复合磨粒超硬材料节块式刀头，所述刀头的组份包括烧结在一起的金属结合剂和超硬磨粒，所述金属结合剂的基础成分体系为Fe-Ni-Co-Cu-Sn中三种以上元素的组合，所述金属结合剂的金属粉末为三元以上的预合金粉末和/或单质金属粉末；所述超硬磨粒在所述刀头中的体积比浓度为9％～60％；所述超硬磨粒包括金刚石和立方氮化硼，所述金刚石在所述超硬磨粒中的体积比浓度为20％～95％，所述立方氮化硼在所述超硬磨粒中的体积比浓度为5％～80％。