一种超硬磨料磨具的制造方法
【专利摘要】本发明针对采用现有技术方法制造超硬磨料磨具时，一个磨具需有一套模具跟随，使热压过程中不仅对模具的需求量大，致使生产成本高、无法实现大批量生产，且模具易疲劳变形，使磨具寿命短，生产成本高的不足，提供一种超硬磨具的制造方法，包括如下步骤:1）将磨料层粉料放入冷压模具内压制出所需规格的磨料生坯；2）将多个磨料生坯组装在热压模具内烧结；3）将烧结完毕的热压模具放置在压力机上压制，得到磨料成坯；将磨料成坯从模具内取出，用高频焊接的方法，将磨料成坯与基体焊接在一起，得到所需的超硬磨料磨具，采用本发明方法制造磨具，效率高、基体不变形，磨料层不受焊接时高温的影响，得到的磨具精度高，性能优良。
【专利说明】一种超硬磨料磨具的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超硬磨料磨具的制造方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 现有技术中，采用热压模具压制超硬磨具的粉体层和磨料层，将粉体层和磨料层 放置在模具中，首先进行冷压，冷压成型后，再放入烧结炉内进行烧结，而后再放置到压力 机上进行热压，采用上述压制工艺制造超硬磨具时，在冷压和热压过程中一个磨具需要跟 随一套模具，不仅需要的模具数量多，且模具在冷压和热压过程中因受反复的压力，模具的 寿命短，生产成本高
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，针对采用现有技术方法制造超硬磨料磨具时，一个磨具需有 一套模具跟随，使热压过程中不仅对模具的需求量大，致使生产成本高、无法实现大批量生 产，且模具经反复冷压和热压，使得模具易疲劳变形，使磨具寿命短，生产成本高的不足，提 供一种不仅生产成本低、且可实现大批量高效率生产的超硬磨具的制造方法。
[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案完成的： 一种用于压制超硬磨具的热压模具。
[0006] -种超硬磨料磨具的制造方法，包括如下步骤： 1) 将磨料层粉料放入冷压模具内压制出所需规格的磨料生坯； 2) 将多个磨料生坯组装在热压模具内烧结； 3) 将烧结完毕的热压模具放置在压力机上压制，得到磨料成坯；将磨料成坯从模具内 取出，用高频焊接的方法，将磨料成坯与基体焊接在一起，得到所需的超硬磨料磨具； 所述的热压模具由下模冲、上模冲和模套组成，由所述的上模冲、下模冲和模套组成容 纳所述磨料生坯的容腔，在所述的上模冲和下模冲间设置有至少两个隔垫，所述的磨料生 坯通过所述的个隔垫间隔设置在所述的上模冲和所述的下模冲间； 所述的磨料生坯为磨料环时，在所述隔垫、上模冲和下模冲的中心设置与所述磨料环 的中心孔孔径相等的轴向通孔，在所述的通孔内设置有芯柱，芯柱的与所述的通孔间隙配 合连接； 所述的热压模具由罐体、垫块、压垫和至少一个隔垫组成，所述罐体是密封的容腔，设 置有底和上盖，压垫、垫块和隔垫的直径相等而小于所述罐体的内径，且均设置在所述的罐 体内，隔垫设置在压垫和垫块间，所述磨料生坯设置在所述的垫块的上方、压垫的下方，由 所述隔垫间隔所述的磨料生坯； 所述的磨料生坯为磨料环，在所述隔垫、压垫、垫块上均设置轴向通孔，芯柱设置在所 述通孔中且所述芯柱的外径小于所述通孔，所述芯柱的长度小于所述罐体的高度，等于罐 体内腔的高度与压垫和垫块高度和的差； 所述超硬磨料磨具为钻头，所述钻头由杆部和头部组成，所述杆部为筒形，所述头部的 磨料环； 所述高频焊接中采用银基合金作为焊料进行焊接； 所述的超硬磨料为金刚石。
[0007] 采用本发明方法制造磨具，在冷压过程中采用冷压模具，在热压过程中采用专用 的热压模具，先用冷压模具压制出需要的磨料生坯，而后再将多个磨料生坯叠置在热压模 具内，所以一次、一套热压模具可热压多个磨料生坯，比如一次可压制出45-50个磨料环生 坯，极大地提高了热压效率，再采用高频焊接将热压得到的磨料成坯与基体焊接在一起，效 率高、基体不变形，磨料层不受焊接时高温的影响，得到的磨具精度高，性能优良。
[0008]
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本发明所用热压模具一实施例结构示意图； 图2本发明所使用的热压模具另一实施例结构示意图； 图3是采用本发明方法得到的磨具结构实施例示意图。
[0010] 附图标记说明： I- 下模冲2-芯柱 3-隔垫 5-模套 6-上模冲 7-通孔 II- 垫块 4-磨料生坯 15-罐体 16-压垫17-底18-上盖 20-基体21-过渡层22-磨料层
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明： 如图1-3所示，本发明的超硬磨具的制造方法不同于以往的制造方法，它是先将磨料 层粉料放入在冷压模具内压制出所需规格的磨料层半成品，我们称其为磨料生坯4,再将 多个磨料生坯4放置在热压模具内进行烧结，然后连同热压模具放置在压力机上压制，得 到磨料成坯，再将磨料成坯从模具内取出，用高频焊接的方法，将磨料成坯与基体焊接在一 起，得到所需的超硬磨料磨具。采用高频焊接方法焊接磨料成坯和基体时，优选银基合金作 为焊料，银基焊料在焊接时有良好的流动性和润湿性，具有填满空隙的能力，焊接后具有较 好的韧性和较高的强度，可避免脱环的风险，另外，可弥补对超硬磨具磨料焊接时超硬磨具 磨料流动性差的不足，使基体和磨料成坯间焊接牢固。优选超硬磨料为金刚石。
[0012] 优选两种热压模具结构。
[0013] 第一种热压模具的结构如图2所示，它包括下模冲1、上模冲6和模套5,上模冲、 下模冲和模套组成一容腔，在上模冲和下模冲间设置有至少两个隔垫3,上模冲、下模冲和 隔垫的外侧表面与模套的内侧表面均间隙配合连接。当被压制的冷压磨料半成品上设置有 中心孔时，在隔垫3、上模冲6和下模冲1的中心设置与轴孔直径一致的轴向通孔7,在通孔 7内设置芯柱2,芯柱的外圆柱表面与上模冲、下模冲和隔垫的通孔的内表面设计为间隙配 合连接，这样热压磨料时，上模冲、隔垫可以以芯柱为定位轴沿芯柱轴向移动，从而将冷压 磨料半成品压制成型。
[0014] 使用时，组装好下模冲和模套，将最下层的冷压磨料半成品放置在下模冲1上，在 最下层的冷压磨料半成品4上方设置一隔垫3,而后每个隔垫上方放置一冷压磨料半成品 4,在最上层的冷压磨料半成品上方设置上模冲6,当冷压磨料半成品4上设置有轴孔时，需 将芯柱2插入到上模冲、下模冲、隔垫及冷压磨料半成品上设置的孔中。将组装好的模具放 在烧结炉中烧结到规定温度后，再将模具放置在压力机上压制，得到超硬磨料成坯。
[0015] 本发明的第二种热压模具结构如图1所示，它包括罐体5、垫块11、压垫16和至少 一个隔垫3,模具罐体5设置有底17和上盖18,模具罐体是密封的容腔，压垫、垫块和隔垫 均设置在罐体5内，隔垫设置在压垫和垫块间。压垫、垫块和隔垫的直径相等，且小于罐体 的内径，这样设置模具结构不仅便于包罐操作，且给热压过程中磨料生坯、压垫、垫块和隔 垫预留伸展的空间，有利于磨料生坯成型。当压制的磨料生坯4是环形体时，在隔垫上设置 有轴向通孔，通孔的直径与环形体的轴孔的直径相等，芯柱2的外圆柱表面与通孔的内表 面间隙配合连接。芯柱的长度小于罐体的高度，等于罐体内腔的高度与压垫和垫块高度和 的差，芯柱设置在压垫、垫块和隔垫的轴向通孔内。
[0016] 优选模具钢的材质为高温合金耐热材料，采用高温合金耐热材料的罐体，在磨料 生坯受热时罐体可抵抗高温形变，以保证产品尺寸和质量。
[0017] 使用时，将垫块11先放置在罐体内，在垫块11上放置最下层的磨料生坯4，在最下 层的磨料生坯上方放置隔垫3,而后在每个隔垫上方放置一磨料生坯4,最后在最上面的磨 料生坯上放置压垫，将上盖焊接在罐体上，使罐体形成一个密封的腔体，完成模具的组装。 将组装好的模具进行烧结而进行介质热压，得到多个磨料成坯。
[0018] 当磨料生坯是环形体时，一层层放置完磨料生坯后，再将芯柱插入到隔垫的通孔 和磨料生坯的轴孔内，并与最上层的磨料生坯的上表面水平。
[0019] 如图3所示，采用本发明方法制得的磨具，它的磨料层22和基体20间具有明显的 过渡层21， 采用本发明的方法尤其适合制造如图3所示结构的钻头，它包括钻头杆部和钻头头 部，钻头杆部是筒体，钻头头部是料环，筒体的端部与料环间高频焊接。
[0020] 采用高频焊接基体和磨料层，只在基体与磨料层的连接部位局部受热，不会破坏 磨料层中超硬磨料的物理性能和磨料层的性能，不会影响基体部分的形状，得到的超硬磨 料磨具加工精度高，且磨削质量可控。
【权利要求】
1. 一种超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 将磨料层粉料放入冷压模具内压制出所需规格的磨料生坯（4); 2) 将多个磨料生坯（4)组装在热压模具内烧结； 3) 将烧结完毕的热压模具放置在压力机上压制，得到磨料成坯；将磨料成坯从模具内 取出，用高频焊接的方法，将磨料成坯与基体焊接在一起，得到所需的超硬磨料磨具。
2. 如权利要求1所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所述的热压模具由下 模冲（1 )、上模冲（6)和模套（5)组成，由所述的上模冲、下模冲和模套组成容纳所述磨料生 坯（4)的容腔，在所述的上模冲和下模冲间设置有至少两个隔垫（3)，所述的磨料生坯（4) 通过所述的个隔垫（3)间隔设置在所述的上模冲和所述的下模冲间。
3. 如权利要求2所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所述的磨料生坯为磨 料环时，在所述隔垫、上模冲和下模冲的中心设置与所述磨料环的中心孔孔径相等的轴向 通孔（7)，在所述的通孔（7)内设置有芯柱（2)，芯柱的与所述的通孔间隙配合连接。
4. 如权利要求1所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所述的热压模具由罐 体（5)、垫块（11)、压垫（16)和至少一个隔垫（3)组成，所述罐体（5)是密封的容腔，设置有 底（17)和上盖（18)，压垫、垫块和隔垫的直径相等而小于所述罐体的内径，且均设置在所 述的罐体（5)内，隔垫设置在压垫和垫块间，所述磨料生坯（4)设置在所述的垫块的上方、 压垫的下方，由所述隔垫间隔所述的磨料生坯。
5. 如权利要求4所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所述的磨料生坯（4) 为磨料环，在所述隔垫、压垫、垫块上均设置轴向通孔，芯柱设置在所述通孔中且所述芯柱 的外径小于所述通孔，所述芯柱的长度小于所述罐体的高度，等于罐体内腔的高度与压垫 和垫块高度和的差。
6. 如权利要求1或2或4各项之一所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所述 超硬磨料磨具为钻头，所述钻头由杆部和头部组成，所述杆部为筒形，所述头部的磨料环。
7. 如权利要求1或2或4各项之一所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所 述高频焊接中采用银基合金作为焊料进行焊接。
8. 如权利要求1或2或4各项之一所述的超硬磨料磨具的制造方法，其特征在于：所 述的超硬磨料为金刚石。
【文档编号】B24D18/00GK104084898SQ201410303146
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】高娟 申请人:秦皇岛市道天高科技有限公司