[发明专利]一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法

说明书

技术领域

本发明属于铣刀领域，尤其涉及一种弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法。

背景技术

由于氧化铝陶瓷具有机械强度高、硬度高、耐磨、耐腐蚀及耐高温等优点，其被广泛应用于纺织、石油、化工、电子、汽车、建筑及航空航天等领域，是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材料。

随着氧化铝陶瓷的广泛使用，在加工过程中常常需要对氧化铝陶瓷进行铣削加工，如切边、开槽等，人们对氧化铝陶瓷的加工质量要求也越来越高。烧结金刚石铣刀由于硬度大、加工成本低，被人们广泛应用于高硬度的氧化铝陶瓷加工过程中。但烧结金刚石铣刀在铣削过程中，常常出现磨平磨钝、打滑等现象，不仅影响加工效率，还降低了工件的表面加工质量，其原因主要在于金刚石的磨损速度与胎体的磨损速度不能保持同一性，即胎体的磨损速度较慢，导致金刚石颗粒不能及时出露。

因此，针对氧化铝陶瓷研制弱包镶能力的烧结金刚石铣刀及制作工艺，具有十分重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种低熔点、低烧结温度的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体；

本发明的第二目的是提供一种采用该弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体制备的具有高加工稳定性、加工效率及加工质量的铣刀；本发明的第三目的是提供该铣刀的制备方法。

技术方案：本发明制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体按重量份数包括如下原料：Cu粉30～36份、Zn粉40～46份、Co粉8～12份、Sn粉6～10份、Ti粉4～8份及Cr粉3～6份。

本发明以Cu和Zn为主要原料，添加少量的Co、Sn、Ti及Cr金属粉末进行合金化制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力弱，提高了铣刀的自锐性，减少了对金刚石的损害，优选的，Cu粉32～34份、Zn粉43～45份、Co粉9～11份、Sn粉7～9份、Ti粉5～7份及Cr粉4～5份。

本发明制备的铣刀，其包括由基体和金刚石烧结体组合而成的工作端，并在金刚石烧结体上设有水口，同时该金刚石烧结体由烧结金刚石铣刀胎体及金刚石混合而成，其中，金钢石粒度为50/60～70/80、浓度为92～108％，工作端的工作层高度为7.6～8.2mm，壁厚为2.9～3.4mm，直径为17～21mm。优选的，金刚石铣刀工作端的工作层高度可为7.8～8.0mm。

进一步说，水口为圆孔形，而采用其他形状，如三角形、正方形或长方形等，一方面不利于铣刀模具的制作，成型性差，另一方面易在边角处发生应力集中，从而影响铣刀的性能；该水口有6个，水口数较多易导致工作层稳定性下降，较少则不利于排除细屑及冷却液的流入，散热效果差；其直径为1.8～2.2mm，优选可为1.9～2.1mm。

本发明制备弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的方法包括如下步骤：

(1)选用基体并根据待制备的弱包镶能力的烧结金刚石铣刀的工作层高度、壁厚、直径及水口，制备放置胎体的模具；

(2)配制胎体，并将其与金刚石混合，置于上述模具中，在烧结温度为600～620℃、压强为14.3～14.6MPa条件下制成金刚石烧结体；

(3)将上述金刚石烧结体保温1.6～1.9min，冷却至室温后，将其固定于基体上，即可制得弱包镶能力的烧结金刚石铣刀。

本发明通过控制烧结温度、烧结压强及保温时间，使得形成的胎体对金刚石的包镶能力弱，且制得的金刚石铣刀对氧化铝陶瓷具有良好的加工效率和加工质量，优选的，烧结温度为608～612℃、烧结压强为14.4～14.5MPa、保温时间为1.7～1.8min。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：首先，以Cu和Zn为主要原料，添加少量的Co、Sn、Ti及Cr金属粉末进行合金化制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力较弱，使得金刚石铣刀的胎体能够及时磨损，与金刚石的磨损速度保持一致，从而提高了铣刀的自锐性，避免出现磨平磨钝及打滑的现象，获得良好的加工效果，且该胎体熔点低、烧结温度低，能够减少高温对金刚石质量的损害；其次，采用该胎体制备的铣刀，且通过设定该铣刀的工艺参数，使得其在对氧化铝陶瓷进行铣削时，大大降低了磨平磨钝及打滑频率，提高了加工效率及加工质量，增加了工作寿命；同时，在制备该铣刀时，通过控制烧结温度、烧结压强及保温时间，以使胎体粉末很好地熔合并合金化，避免了对金刚石质量的损害，确保形成的胎体对金刚石的包镶能力较弱，且制得的金刚石铣刀对氧化铝陶瓷具有良好的加工效率和加工质量。

附图说明

图1为本发明制备的铣刀的结构示意图；