[发明专利]金刚石刀具的钝化机构及钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石刀具的钝化机构及钝化方法，属于精密切削加工技术领域。

背景技术

金刚石刀具以其耐磨性能好、使用寿命长等优点被广泛应用于多个领域。但其最大的缺点是脆性大，在使用过程中，由于刀刃部的切削力非常大，很容易崩刀，使刀具质量很快下降或失效，直接影响产品的精度和粗糙度。解决这一难题的核心技术是将刀刃进行钝化处理来提高刀刃的强度。目前，行业内通常使用的刀刃钝圆方法是采用含有金刚石磨料的毛刷来刷磨刀刃，这种方法用于硬质合金刀具非常有效，但用于金刚石刀具却很不适宜，因为金刚石刀具耐磨性好，需要用一小时左右的时间才能磨出3-5微米的钝圆角，又因为金刚石刀具脆性大，用这种方法钝圆时常产生崩刃以至损坏刀具。这就是目前金刚石刀具钝化的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钝化效率高、钝化效果好和钝化成本低的金刚石刀具的钝化机构及钝化方法。

其技术方案是：一种金刚石刀具的钝化机构，包括机架，支架，研磨盘，由电机和带轮构成的驱动装置，由带轮和传动轴构成的传动装置以及控制装置，其特征在于：所述机架上设有研磨腔体，研磨腔体的一侧设有进气管；固定在机架上的传动轴的轴端延伸在研磨腔体内，传动轴的轴端安装研磨盘，研磨盘下方的研磨腔体内安装有加热器，研磨盘上端与夹具底端安装的金刚石刀具可以接触，夹具上端伸出研磨腔体，与安装在机架一侧支架上的测力应变片连接，夹具内设有与控制装置连接的光纤。

金刚石刀具钝化的方法是：使研磨盘在设定温度700-900℃，并在氢气的氛围条件下，启动并控制驱动电机转速为20-200r/min，再将固定在夹具端的金刚石刀具与研磨盘稍微接触，使金刚石晶格中的碳原子向研磨盘铁晶格中扩散，研磨3-20秒，即可得到3-50微米的刀刃圆弧，实现金刚石刀具刀刃的钝化。

其技术效果是：本发明利用金刚石在一定的温度条件下与铁发生化学反应这一特殊性质，采用热化学方法和专用的金刚石刀具钝化机构对金刚石刀具进行钝化处理，并在钝化过程中引入氢气对其进行保护，使整个钝化过程始终在氢气的氛围中进行，从而既防止了高温条件下的金刚石刀具的氧化，又使扩散到研磨盘铁晶格中碳原子产生还原反应，生成甲烷随气流散发到空气中，保证铁晶格中的碳含量不会达到饱和状态，使钝化过程可以一直持续进行。应用本发明的金刚石刀具钝化机构及其钝化方法，在金刚石刀刃上钝化出半径为3-50微米的刀刃圆弧，钝化时间仅为3-20秒，其钝化效率高，是手工钝化效率的50-100倍；而且钝化效果好：增强了金刚石刀具刀刃的切削强度、延长了金刚石刀具的使用寿命；且钝化的机构较为简单，钝化的方法易于掌控，钝化的成本也较低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种金刚石刀具钝化机构，包括机架，支架，研磨盘，由电机和带轮构成的驱动装置，由带轮和传动轴构成的传动装置以及控制装置。所述机架14上设有研磨腔体，研磨腔体的一侧设有进气管9，固定在机架上的传动轴10的轴端延伸在研磨腔体内，传动轴的轴端安装研磨盘2，研磨盘下方的研磨腔内安装有加热器3，研磨盘上端与由夹具7底端固定的金刚石刀具1可以接触，夹具上端伸出研磨腔体，与安装在机架一侧的支架4上的测力应变片5连接，夹具内设有与控制装置13连接的光纤6。

上述控制装置13一方面控制驱动装置12，驱动装置通过传动装置11将动力传递给研磨盘2，使研磨盘按设定的转速对与其轻微接触的金刚石刀具进行转动研磨；另一方面控制加热器3按设定的温度加热，同时，通过进气管9控制加入到研磨腔体内的氢气流量，另外控制装置13内还设有温度传感器和压力传感器，它通过光纤6和测力应变片5控制金刚石刀具刀刃钝化所需要的温度和力度。

上述研磨腔体上设有从外部便于观察的观察窗口8。

金刚石刀具钝化的过程：使研磨盘在设定温度700-900℃，并在氢气的氛围条件下，启动并控制驱动电机转速为20-200r/min，再将固定在夹具7底端的金刚石刀具1与研磨盘2稍微接触，使刀具金刚石晶格中的碳原子向研磨盘铁晶格中扩散，研磨3-20秒，即可钝化出3-50微米的刀刃圆弧，快速实现金刚石刀具的刀刃钝化。