[发明专利]一种新型金刚石刀头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及切割加工或磨平、定厚磨削加工陶瓷、石材等硬质材料的切割、磨削工具领域，具体涉及一种加工效率和质量显著提高的新型金刚石刀头及其制备方法。

背景技术

金刚石刀头以其优越的切削、磨削和耐磨等性能被广泛应用于陶瓷、石材加工等行业中。金刚石刀头是由金刚石颗粒与胎体结合剂固结在一起形成，金刚石颗粒主要起到切削刃的作用，胎体结合剂主要起到固定金刚石颗粒的作用，以充分高效地发挥金刚石颗粒的切削、磨削作用，胎体结合剂通常由金属单质粉末或金属合金粉末构成，不同的组成形成不同的配方，根据实际用途，确定配方和金刚石颗粒尺寸的组成。

传统的金刚石刀头通常是金刚石颗粒与胎体结合剂按一定质量比例等参数直接混合并充分搅拌均匀制得混合物料，然后经热压成型，根据实际要求也可先经冷压成型再经热压成型，总之该种金刚石刀头会成型成一整块错乱分布有金刚石颗粒的刀头，虽然工艺简单，但是会导致刀头的刃面的金刚石颗粒分布混乱，在实际切割或磨削过程中，排屑、冷却、抑制震动效果差，刀刃不够锋利进而带来耐磨性弱、使用寿命短，切割或磨削效率低，加工质量差等缺陷。

为了解决上述传统问题，市场上出现了一种分层式金刚石刀头，其包括依次交错叠合在一起的金刚石层和胎体结合剂层，所述金刚石层包括金刚石颗粒和对金刚石颗粒进行固结的胎体结合剂，刀头为分层式结构，由于胎体结合剂层的耐磨性远低于金刚石层，在实际切割或磨削加工工件过程中，胎体结合剂层会较两侧金刚石层磨损快，刀头的刀刃始终呈现以金刚石层处为波峰，胎体结合剂层处为波谷的锯齿状波纹形式，相比传统金刚石刀头，不但可以保证排屑、冷却，抑制震动，延长使用寿命，还提高了刀刃锋利度，增大了切割和磨削量，提高了切割、磨削效率和质量，但是由于该种金刚石刀头的金刚石层具有一定的厚度，并且同样是金刚石颗粒与胎体结合剂按一定质量比例等参数直接混合并充分搅拌均匀，然后经热压成型，根据实际要求也可先经冷压成型再经热压成型，所以其在一定程度上仍存在刃面的金刚石颗粒分布混乱，在实际切割或磨削过程中，排屑、冷却、抑制震动效果不足，刀刃不够锋利进而带来耐磨性弱、使用寿命短，切割或磨削效率低，加工质量差等缺陷，结构和工艺有待进行突破性改进。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀刃分布规则、均匀、致密，线条分明的新型金刚石刀头，刀刃更加锋利，耐磨性强，切割或磨削加工效率高质量好且使用寿命长，实用性强。

本发明的另一目的在于提供一种新型金刚石刀头的制备方法，操作简单，效率高，利于扩大生产。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种新型金刚石刀头，包括依次交错叠合在一起的金刚石层和胎体结合剂层，所述金刚石层包括金刚石颗粒和对金刚石颗粒进行固结的胎体结合剂；所述金刚石层的厚度与该层所有金刚石颗粒中粒径最大的金刚石颗粒的粒径相等。

两侧外层均为金刚石层。

一种新型金刚石刀头的制备方法，包括冷压制坯环节和热压成型环节；其中冷压制坯环节包括如下步骤：

(1)确定预置的各金刚石层中所有金刚石颗粒的最大粒径；根据实际设计要求，确定金刚石刀头中金刚石层的层数和胎体结合剂层的层数；

(2)以上述最大粒径作为相应金刚石层的厚度，从而得到各金刚石层的厚度；

(3)根据预设金刚石刀头的总厚度和步骤(1)中确定的胎体结合剂层的层数，结合步骤(2)所得的各金刚石层的厚度，计算得出各胎体结合剂层的厚度；并根据预设金刚石刀头的长度和宽度，分别计算得出各金刚石层和各胎体结合剂层的体积；

(4)根据各金刚石层和各胎体结合剂层的已知密度，结合步骤(3)计算得出的体积，分别计算出各金刚石层和各胎体结合剂层的质量，进而得出各金刚石层和各胎体结合剂层分别所需物料的重量；

(5)根据各金刚石层所需的物料的量布设相应的金刚石层物料，根据各胎体结合剂层所需的物料的量布设相应的胎体结合剂层物料，所述金刚石层物料和胎体结合剂层物料的长度和宽度，分别与金刚石刀头的长度和宽度相同；

(6)以侧压方式分别对每一上述金刚石层物料和胎体结合剂层物料进行冷压，并分别制成金刚石层坯和胎体结合剂层坯。

在上述热压成型环节中，逐层交替罗列上述金刚石层坯和胎体结合剂层坯得到层状坯体，并同时组装模具，使层状坯体处于模具内部，采用侧压方式对所述层状坯体进行热压，直至各金刚石层的厚度达到所属层中所有金刚石颗粒的最大粒径尺寸。