[发明专利]一种扇形金刚石刀头的制备方法

说明书

本发明提供了一种扇形金刚石刀头的制备方法，具体为：先将金刚石和金属粉末混合均匀，将混合粉料压制成扇形毛坯刀头，再将扇形毛坯刀头装入耐热钢模中，在钟罩热压烧结炉中烧结制成扇形金刚石刀头。利用本工艺方法，可以提高扇形刀头厚度尺寸精度，刀头硬度和烧结密度，以及刀头质量的稳定，并显著提高刀头模具的使用寿命，降低模具使用费用。

技术领域

本发明涉及金刚石刀具生产技术领域，具体为一种扇形金刚石刀头的制备方法。

背景技术

为提高切割一些硬脆材料如陶瓷、大理石的切边效果，金刚石锯片的刀头形式一般采用扇形刀头，如ZL96237478.4专利所述。该种刀头尺寸精度要求高，特别是刀头厚度方面，要求公差≤0.05mm。目前生产扇形刀头烧结生产技术主要采用将金刚石粉料或压坯装在石墨模具中，然后放进电阻烧结机的上下压头之间，石墨模具作为电阻发热元件，通过低电压大电流，并加上一定压力进行烧结。

专利号为ZL200810071444.9的专利公开了“一种生产金刚石刀头的方法”，其采用电热烧结炉为工件提供温度场，装有金刚石刀头粉料或压坯的石墨模具均匀摆放在炉膛内，并在石墨模具外部套有模框，利用压力机构对模具施以一定的压力并保压，随温度逐渐升高，压力也逐渐加大，到达烧结温度后，在此温度点进行保压、保温40～60min，刀头热压烧结成型。

上述方法均采用石墨模具烧结，由于石墨气孔率大，在热压时，熔融液态的金属有可能被挤入孔隙中，模具变脆易开裂，或在脱模时使模壁拉毛、变形而影响使用次数。石墨模具与空气接触部位在450～500℃时即发生氧化、烧损，使强度下降而不能使用。石墨模具烧结生产的刀头，需要去除毛刺、废边，尺寸精度控制差，质量波动大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扇形金刚石刀头的制备方法，该制备方法采用耐热钢模，在钟罩热压烧结炉中烧结制成扇形金刚石刀头。该制备方法解决了现有使用石墨模具生产扇形金刚石刀头无法克服的一些技术问题，利用本发明方法可以提高扇形刀头厚度尺寸精度，刀头硬度和烧结密度，以及刀头质量的稳定性，并显著提高制作刀头模具的使用寿命，降低模具使用成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种扇形金刚石刀头的制备方法，包括成型、装模、入炉烧结、脱模，具体为：

（1）成型：将金刚石和金属粉末混合均匀，将混合粉末压制成扇形毛坯刀头；

（2）装模：在耐热钢模与扇形毛坯刀头的接触面上，以及扇形毛坯刀头与扇形毛坯刀头的接触面上均涂上脱模剂，将扇形毛坯刀头放入耐热钢模内；

（3）入炉烧结：将耐热钢模放置在钟罩热压烧结炉的下压头上，升至炉膛内进行烧结；

（4）脱模：烧结完毕后，卸压、冷却，在室温下脱模，即可获得扇形金刚石刀头。

作为本发明优选的，所述步骤（1）中，将混合粉末制粒后压制成扇形毛坯刀头。

作为本发明优选的，所述步骤（2）中，脱模剂为石墨乳或立方氮化硼的酒精溶液。本发明中石墨乳为市售产品；立方氮化硼的酒精溶液是将适量的立方氮化硼溶于酒精中，形成乳状产品即可，所用酒精浓度没有特殊限制。

作为本发明优选的，所述步骤（2）中，耐热钢模包括中心孔定位轴、上盖片、中片、垫片、下盖片，将扇形毛坯刀头放入耐热钢模的具体过程为：通过中心孔定位轴将下盖片、垫片组装好；将扇形毛坯刀头围绕垫片组装一圈，扇形毛坯刀头相邻两端靠紧，若最后剩余的间隙不够一个扇形毛坯刀头的空间则用堵头塞上；然后盖上一片中片；再将一片垫片组装上，再摆放好扇形毛坯刀头；重复上述操作，将装置好的扇形毛坯刀头叠加组装起来，盖上上盖片，即完成装模过程。

作为本发明优选的，所述步骤（3）中，烧结过程中，通入氮气或氢气进行保护。