专利名称：制造烧结件的方法和制出的烧结件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及粉末冶金学，更具体地涉及烧结粉末件或零件。粉末冶金学包括(但不限于)压实、铸造和烧结，烧结包括有液相和/或没有液相、和/或有无浸润、和/或在负载和/或压力下进行。可用本发明制的烧结粉末件或零件的一些实例包括结构、多孔、摩擦、抗摩擦、切割、耐腐蚀、耐磨和耐热零件和插入件。特别，本发明涉及烧结的粉末磨料和超磨料件和零件，例如切割、钻、去氧化、磨削、修整、抛光、磨光、塘孔和粗化刀具和工件和耐磨物品。
粉末和粉末预型广泛用于制造许多粉末烧结产品，包括(但不限于)耐磨、磨料和超磨料件和/或零件和/或工具。制造磨料产品的粉末通常通过把硬的和/或超硬的颗粒与可烧结的和/或可熔化的保持粉末在加有或没有粘接添加剂的情形下混合起来。一些粉末预型通常通过在室温下压实粉末(所谓的未烧结的压实体或段)或浇注和固化粉末和液体和/或膏状粘结剂的混合物。
在磨料工业中，烧结的磨料件或零件包括大多数情形下是随机分布在烧结粉末基体中的硬颗粒。特别，用于成段刀具(刀片，钻头等)的切割段通过把硬颗粒与基体粉末混合，随后在室温把粉末压实为未烧结的材料段，再把单个或多个未烧结的材料段分别烧结成单个或多个烧结段。烧结可包括其它成分的浸润或紧实。这种浸润和/或紧实也可以在烧结前和/或后和/或在预烧结后进行。
典型地，如磨料切割段之类的烧结段或零件烧结成单个或分开的烧结体。换言之，各段被压实装置(冲头/柱塞)和/或刚性的隔片和/或壁相互分开。这些压实装置和隔片是坚固的物体(也就是石墨或金属零件)，它们在压实和烧结压实体的过程不会粉碎或变形。在辐射或感应和/或微波烧结中，可由适当的装置提供压力和热和/或合适的气氛。在电阻和/或放电烧结中，通过压实装置提供和/或导出电流和/或压力。
这在
图1中示出，其中可烧结的粉末段1放在烧结模5中，该模5有冲头2和隔片3和有相对的压板6。图2示出更有效的安排，其中冲头2也用作段之间的隔片。在各情形下，制造多个烧结件。
这些刚性的压实装置和/或隔片占着烧结模的大部分体积，一般为50-70％，导致低的效率及烧结模低的可使用率，只占50-30％。
另外，把多个未烧结的材料段和冲头一起装配在模具中是费时的过程。这一方法的机械化及自动化是很费劲的。另外在烧结后拆开这类烧结模时，操作工必须把烧结件与冲头分开，收集及清理许多小而薄的冲头和隔片，准备在下一批烧结步骤中使用。
还已知代替放入未烧结的压实件或段，把粉末直接填入也包括压实装置和/或隔片的烧结模中制造烧结件的方法，但这方法烧结效率更低，因为粉末密度是未烧结的压实件密度1/1.5-1/5，也产生难以使腔中粉末均匀分布的问题。
1994年9月15日公开的WO 94/20252公开了一种方法，包括提供一块烧结模料块和把该块用激光等方法切成多个切割段制造磨料切割段。
按照本发明的目的，提供一种制造以烧结件或板形式的均匀烧结产品的新的改进的方法和提供可通过如激光切割、水射流切割、电腐蚀切割、磨削切割、有刃物切割和机械分割(破裂)等合适的取出装置从烧结件中取出的单个烧结段或体。
更具体地，本发明提供了一种制造烧结件的方法，包括提供多个单个的烧结基体材料块，把这些块安排成紧贴关系形成所述的块的组件，其中所述的组件包括多个所述的块，沿其至少一个方向延伸，和烧结所述的组件形成一个整体的烧结件。
因此本发明的特点是把例如可烧结粉末制成的多个粉末预型或未烧结的粉末压实件烧结在一起。
在这一方法中，在烧结时材料块或预型与邻近的块成整体形成烧结件。材料块组分的扩散可促进它们结合成整体。从烧结粉末件中取出的单个烧结段或烧结体可与原始的粉末块或预型相应或不相应。
在烧结模中烧结，优选地在压力下烧结可用来得到烧结件。在压力下烧结(所谓的热紧实)是本发明的一个具体优选的实施例。
组件可有多种形状，包括正方形、矩形成圆形，和优选地可设有一个或多个通孔，如一个中心孔。
如果需要，这些取出的烧结体可方便地通过粘接、焊接，或用锁定或锚定等机械装置，或用这些方法的组合连接或固定到夹具上和/或相互固定。
材料块或可烧结的基体材料可由同样或不同的成分制出。因此，根据块的形状、尺寸、装配的块或组件的布置和烧结的条件，最终的烧结粉末件可包括以预定的方式在烧结件分布的各种成分，这些方式包括但不限于非随机的和要求的方式。这使整体的烧结件可具有人造材料的均匀特点。
另外，组件可包括多层，各层包括多个块，使得从同一烧结组件中不同部分取出的单个的烧结体可有相同的和/或不同的成分和特点，和因此从块的成分、组件的布置、在组件加有附加材料、烧结的条件和单个烧结体从烧结件中取出的方案得到的不同的性能特点。
根据最终产品的使用，烧结件和/或取出的单个的烧结件或元件可以不同的方式的处理，包括(但不限于)热和/或压力处理(也就是在真空或保护气氛中再烧结、渗透、浸渍、淬火、退火、回火、拉拔、锻造)，机械的和磨削机加工和用电和/或等离子方法(例如用包括如金刚石之类硬颗粒的成分)。
这种产品的应用实例包括(但不限于)成层的或夹层的复合材料和用于建筑的、耐磨和耐腐蚀零件、断路器、吸热器、磨削刀具、有刃物、电极、电开关、绝缘器、多孔过滤器、机械零件等。
多种制造操作可用来组装烧结模负载和烧结模或框架的零件。烧结模负载包括(但不限于)块、至少部分装配的块和紧实装置，如冲头、隔离器、绝缘体、侧壁等。如果需要，这些制造操作也可以包括对齐装置、修整装置、暂时和永久夹持和装配装置、移动装置、传送装置和固紧模具的零件和烧结模负载的装置。
这些操作可包括人力(手工)、半自动或自动机械，和机器人可形成一个装配线。可以用粘结剂、胶、固紧器、负压(如抽吸头、真空)、压力、重量负载、重力、磁(电磁、永久磁力等)、空气/气体、热、冷冻、冷却、负载、推、拉、摩擦和抗摩擦装置、插入、滑动装置和这些装置相互组合或与其它装置的组合。在使用预烧结或完全烧结的粉末预型时，可使用钎焊、铜焊、渗透和焊接使它们形成一个块的组件。
组装材料块可完全在或至少部分在烧结模或框架中，或在烧结模及框架之外。
因此，任何烧结模的负载的装配及拆装装置、运输装置、移动装置、处理(也就是提升、滑动、转向、降低、放置)装置、插入装置、对准装置和修整装置，烧结模的负载也就是可包括可烧结材料的块、至少部分装配的块、冲头、分隔器、烧结件和烧结模/框的零件等元件。
也可以在过程中或在装配材料块后，把附加材料加入装配块中。这些附加的材料可放在至少一些块之间和/或材料块的层之间。这些附加材料可提供装配块和/或烧结件的增强，和/或提供扩散或扩散增强元件。附加材料的实例包括隔片、箔、金属或非金属材料、筛形材料、可烧结材料、可熔化和可钎焊材料、有粘性的材料、液体、膏、浇注粉末、压实(也就是辊压紧实)的粉末、半烧结、烧结的粉末材料和焊接和钎焊件。
为了制造磨料刀具和/或有刃物和耐磨零件，至少一个材料块和/或材料块组件可以含有至少一种多个磨料颗粒，和成品的整体的烧结件可用作磨料件，或一个或多个单个的烧结磨料段或磨料切割件可用适当的取出装置，如激光切割、水喷射切割、电腐蚀切割、磨料切割、有刃件切割和机械分割取出。这些元件或段可有多种形状，包括(但不限于)多边形、矩形、正方形、圆形、椭圆形盘、圆柱形、截头锥形、立方体、棱锥体、面包圈形、扇形段、圆弧、销或螺旋形和可有至少一个凹口和/或通孔。
这些烧结件可用作研磨轮、转动修整器或作为磨料机加工或切削刀具的切割和研磨段的元件。用于刀具的单个取出的烧结的磨料段的实例包括用于切割刀具或有刃物的切割件，如用于圆形、链形、往复和线形切割刀片的段或刀头。这种工具的另外的实例包括切割刀具、磨削刀具、抛光刀具、磨光刀具、修整刀具、研磨刀具、粗化刀具、倒角刀具、脱氧化皮刀具、夹紧刀具和摩擦刀具。更具体地，这些元件可用来形成磨料成段的切割刀片、磨料成段的钻头、连续的磨料表面或边缘、成段的连续的磨料表面或边缘，这些段例如用焊接或钎焊牢固地固定、调节和/或结合在一起以便彷制一个连续的磨料表面。刀具也可以是往复运动的刀具、转动刀具或平面刀具、和有这些运动结合的刀具。实例有平面磨削刀具、圆柱形刀具和其它转动刀具、轮、光锥轮和锥形刀具。
可用这些刀具加工的实例包括烧结材料、陶瓷、玻璃、晶片、半导体、金属、非金属、纤维、石墨、碳材料、硬金属、沥青、天然或人造石头、混凝土、石头、磨料和超磨料、和由天然石头、人造石头或混凝土制的地板。
优选地，取出的烧结磨料元件或段(也就是切削和磨削切割件)成形为可固定到刀具的夹具上，如圆形的磨料切割刀片或轮的芯部。在安装到夹具上前，如果需要，取出的烧结磨料件可机加工、再切割、脱氧化、修毛刺和修整。
另外，多个磨料颗粒可随机地或非随机地分布在材料块的可烧结基体材料和/或材料块的组件中，因此在成品烧结件中，和至少在一些取出的烧结体中。非任选地分布可通过筛形材料和/或粘结材料和/或用任何装置如(但不限于)硬布置机器、CNC机器和任何其它布置和分布装置包括暂时夹持装置达到。
另外，虽然一些材料块可含有磨料颗粒，但另一些可不含磨料颗粒或有不含磨粒颗粒的表面以提供无硬颗粒区。这样，从烧结件取出的烧结体有至少一个无磨料或硬粒区，使它们可更方便地固定到磨料刀具夹具上。
如上所述，这些取出的烧结体可通过粘接、焊接、钎焊或机械装置(如锁定或锚定装置)或至少部分这些方法的组合而方便地连接到夹具，如磨料刀具的夹具中。
可得到烧结体适合于焊接(特别是激光、电子束和钨极惰性气体保护焊接)和钎焊(特别用感应或炉内钎焊)到夹具上的能力是本发明的一个特别的优点。
作为实例，认为有无硬颗粒区和/或表面的含金刚石的磨料段可方便地与刀具夹具结合成整体，因为在焊接或钎焊区无硬颗粒使连接过程更容易和增加了接头的强度。这些区(又称底座)和/或表面可包括与把磨料颗粒留在单个的取出的烧结体中的基体材料不同的材料，对于把材料连接(焊接或钎焊)到刀具夹具上是更相容的。另外，无硬颗粒区可包括少量偶然的硬颗粒或包括浓度比取出的烧结体其它区和/或表面的硬颗粒浓度低的硬颗粒，只要浓度低到不影响钎焊或焊接缝的强度。
因此本发明涉及制造有预定的要求的组元(也就是硬颗粒)、层和成分的分布的整体烧结件的方法和从烧结体中取出的单个烧结元件或烧结体，所述的分布使烧结件最终产品有高性能及最佳化。本方法是制造烧结件的有效的和经济的方法，使用工业中方便得到及广泛使用的机器和设备。
从结合附图对本发明的详细说明会对本发明的这些和其它优点更清楚，附图中图1示出制造烧结段或烧结体的一般方法；图2示出制造这种烧结体的另一种普通方法；图3示出适合用于本发明的一对可烧结的基体材料块；图4示出图3的材料块的组件；图5示意地示出在一个烧结模中烧结图4的组件；图6示出按照本发明的方法从材料块组件制出的整体的烧结件或烧结板；图7示出另一种材料块组件；
图8示出可从烧结件切出的段的形状；图9示出从烧结件切出段的另一种方案；图10示出从烧结件切出段的又一种方案；图11和11a-c示出由具有多于一种成分的材料块制成的烧结件，切割其的方案，及从烧结件切出的段的使用；图12示出由具有各种形状和添加材料的材料块制成的烧结件；图13和13a-c是类似于图11和图11a-c的视图；图14示出从图13的烧结件切出的段的使用的另一种方式；图15，16，17示出各种材料块组件；图18示出从图17的烧结组件切出的段；图19a-b示出由水射流从一个组件上切出的段和装在一个刀具芯部上的一个烧结件的段；图20示出具有添加材料的材料块组件；图21示出优选的具有添加材料的材料块组件；图22示出包含多个组件的一个烧结模；图23A和B示出制造具有齿纹表面的烧结件的方法；图24示出制造齿纹烧结件的另一种方法；图25A-C示出单个的烧结段；图26示出另一个段；图27示出具有槽的烧结件；图28A-B示出制造图27的烧结件的方法；图29示出有无颗粒区或底座区的烧结板；图30示出从图29的板切出的段；图31示出从图29的板切出的另一个段；图32示出装到刀具芯部上的图30的段；图33a-e示出烧结件和从烧结件切出的段的另一种形式；图34示出烧结件和段的又一种形式；图35a和b示出另一种烧结件和从烧结件取出的段。
除非专门说明，下面的术语有下面的意思。
可烧结材料包括但不限于可熔化及可焊接的材料。
粉末预型，或可烧结基体材料块包括但不限于使用可分散的和/或可沉积的材料，如由蒸汽或热喷涂或用电或化学沉积出的材料，或把材料分散或沉积在如金属片之类的基体上，用包括但不限于压实和铸造等于段固结起来的松散的可烧结的材料块。
未烧结的粉末坯是一种预型，其中可烧结材料已被压实以形成材料体和可包括磨粒和/或筛状材料。
铸造粉末是另一种形式的粉末带预型或一种软的易变形的柔性的预型。
组件是装配起来的块。
烧结的装配块是装配起来随后烧结以形成整体烧结粉末制品的块。
烧结包括在固态，在有液相参加下和在液相烧结。
取出的烧结体或烧结段是由烧结的粉末制品切出的烧结体。
按照本发明，参见图3，示出单个的可烧结的基体材料10的粉末预型或块。按照本发明的一个实施例，多个粉末块以相对接的形式安排在一起，形成一个组件，如图4所示。单个粉末块的几何尺寸应使得与相邻的块的几何尺寸配合，和多个块沿至少一个方向延伸。形成组件11’的多个块10’的其它实例示于图15，16。优选地，如图4所示，组件有相互成直角的X、Y、Z轴线，多个块沿至少两个轴线延伸，在图4中示出沿X、Y轴线延伸。
组件随后在一个带有或没有浸润材料的烧结模12中烧结，优选地在由相对的冲头13(如图5所示)施加的压力下进行以形成整体烧结的粉末制品14(如图6所示)，其中单个块10被集成在一起形成一个均匀的结构。
浸润材料，意味着来自任何源(如一些块)的材料，这些材料放在至少一些块之间，或在烧结前或烧结时放到块的组件的至少一个外侧。
虽然图4示出沿X、Y轴线延伸的多个装配起来的块，但是多个块10也可以沿Z方向延伸，如图7所示。另外，块之间的连接可沿三个方向中的任何方向交错，如图7所示。
在烧结后，烧结粉末制品14可随后机加工和进行使用，或切割形成单个烧结粉末体15-19，例如图8和9所示。烧结体15-19可沿任何角度和/或方向用激光或水射流切割从烧结件14上切下。如所示，烧结体可从多于一个的单个预型或块10取得。因此，通过控制各块10的含量，可以得到有预定成分结构的烧结体或段。
另外，由于材料块的不同成分，它们在组件中的布置，及取出或切割的方案，从烧结件的不同部分取出的单个的取出的烧结体可以包括不同的成分，因此有不同的特点，导致有不同的性能。图17，18示出一般一个烧结件60如何从一个成分的材料块61和另一成分的材料块62制出，和随后按线63的切割可形成有不同成分的单个的取出段64a-d。
另外，由于制造过程的问题，材料块会包括不均匀性，或提供不均匀和/或交替的成分和/或层。
例如，烧结体的一部分可含有一定浓度的磨料和另一部分有不同的磨料或不含有这些磨料。另外，在主体的一部分中，磨料可以有非随机的分布或者在另一部分有随机的分布。
因此，用本方法可以方便和精确也得到有无限变化的形状和成分的单个烧结粉末体或段。
如图10所示，可从烧结的粉末制品14中取出烧结体20，其与原始的但现在是烧结的单个块10或完全含在一个原始块中的材料体21相应。
在本发明的一个优选方式中，本方法用来制造一个单块的含磨料的烧结件，随后切成多个磨料体或磨料件，优选地把磨料件切成允许它们固定到切削刀具的夹头或芯部的形状。
在该方法中，使用含有至少一种磨料的可烧结的基体材料，磨料随机分布，或优选地用一种筛状材料(例如如US 4925457和5092910教导，但不限于该元件的筛状材料)以至少一个非随机方式分布在里面。这些块随后组装在一起，如相互置于侧面的方式(见图4)，或叠在一起(如图7所示)形成一个组件，其中多个块沿至少两个方向延伸。
随后组件烧结，优选地在压力下在一个烧结模中进行，加有或没有浸润材料，以这种方式在烧结时材料块的可烧结材料相互扩散形成单一的固体的烧结粉末制品或毛坯，随后用激光或水射流切割把它们切成磨料刀具毛坯或段，或切割件和研磨件，如图8和9所示。
磨料段或切割件的实例如刀头、铰刀、带、盘、轮、板、组合的和复合切盘和或锯片、修整、磨削、抛光、精抛光、塘磨和粗化刀具、轮和盘，这些可用手动和/或电动工具。这些磨料制品可与转动和/或往复运动和/或固定的刀具一起使用。这种刀具的实例是表面磨削刀具(也就是地面磨光工具、面研磨盘和垫)、磨削轮(也就是铅笔轮、转刀)和鼓、切割刀具(也就是转动刀片、电线/电缆刀片、组合刀片)、钻和倒角和去氧化刀具。
本发明的一些优点包括·使用现时由许多公司大量制造的普通的“未烧结”的压块或粉末预型；·使用现有的装配工具及机构、冷的压实工具及压机、烧结模具和烧结压机；·通过把磨料段从整体的烧结加工毛坯取出而不是压实和烧结单个的段而明显增加磨料段的制造生产率；·使用同样的烧结的和整体的毛坯来提供有变化形状和尺寸的取出的毛坯和段；·不需要提供专门的(和昂贵的)工具来压实和/或烧结复杂形状的段；例如所有刀具可制成仅提供矩形的预型(也就是“未烧结的”段)和/或整体的烧结的毛坯。
由矩形板之类的烧结毛坯取出单个的烧结段代替烧结单个的段也有优点。当用水喷射从烧结板取出烧结段，由于包着硬颗粒的烧结粘合剂的水蚀作用，其提供了硬颗粒的开口。当安装在刀具上时，可不要对烧结段的适当侧的磨削修整。另外用水射流或激光切割通过烧结毛坯的厚度允许该段的切割表面成锥形，因为切割射线的天然的扩大和/或故意地反聚焦。因此，锥形段(由使用专门的称为“锥形”冲头和/或磨削修整要求和普通制造的)可以自动得到，因为本发明取出方法的特点。这在图19a中示出，该图示出由激光或水射流由制品14切出的锥形段65，和在图19b中示出，该图示出装在分段的切割刀片的芯部67上的段65。用同样方法可制出用于钢丝刀片或钢丝锯的圆柱形和截头锥形段。
图11示出一个组件22，包括含磨料的可烧结基体材料块23与不含磨料的可烧结基体材料块24间隔设置。
在烧结形成一个单个的、烧结材料制品或毛坯后，可沿线25切割以提供多个切割件26，如图11a所示，该切割件26有不含磨料的各侧的外边缘部分27和含磨料的烧结基体材料的芯部28。
或者，可沿线29切割毛坯提供多个切割件30(如图11b所示)，只在一侧有不含磨料的外边缘部分31。典型地，如图11c所示，这些类型的切割件30可安装在切割刀具的芯部32上，切割件的部分31或底座焊接或固定到芯部32上。
部分31的成份可与部分30的成分不同，包括含量(浓度)不同的或没有硬颗粒，也可以粉末成份不同。例如，部分30可是Co-Cu-Sn烧结合金，含有金刚石作为硬颗粒，而部分31是Co-Ni烧结合金，不含金刚石。从焊接(特别是激光焊接)的公知常识可以明白不包括Cu的部分31可成功地焊到钢芯部32上，而含有Cu的部分30直接焊到钢芯部32上有较大的技术问题。另外，在部分30含金刚石颗粒会使把部分30直接焊到钢芯部32上变复杂，而没有金刚石颗粒的部分31避免出现这种问题。因此在切割件设置不影响焊接(例如激光焊接)的底座，使这些材料块变成易焊接的，因为底座没有磨料。
另外，设置理想地，不含磨料的底座部分31(但实际可能是比部分30少的磨料)是该部分可机加工使该部分的安装半径与芯部32的半径匹配。实际上，这意味着所有从烧结件切下成具有平的或弯曲的底座部分30的烧结体的材料段毛坯可磨削加工以与现有的芯部32的半径匹配，而代替必须制造新的一套有合适半径的段。
图12是由各种尺寸和/或形状的材料块41、42制成的烧结的磨料制品或毛坯40。随后单个的烧结段或切割件可以上述同样的方式从毛坯中取出，和根据各种材料块的配合提供有各种形状或成分的无限多种的切割件。
如果要求，至少一块另外的材料44可在烧结前放在材料块组件的下面和/或上面和/或里面，形成最终毛坯和由毛坯切出的任意段。
该材料44可以任何顺序或花样放置，如图20所示(恒定的和/或交替的)，和以任何方向延伸，例如，金属材料(也就是包括钢、铜、镍、黄铜、青铜)可用作材料44，另外，材料44可用作组件的增强件，因此也可用作烧结件和取出的烧结体的增强件。可用金属材料44通过焊接、钎焊、机械固定和粘结把制品或烧结体连接到刀具机架。材料44也可以用来提供和/或增强在烧结过程中材料块之间的扩散。材料44可用作浸润材料和用来充填烧结件中的残余孔隙。
另外，这种材料可包括覆盖至少一个粉末预型或块并且与材料块的粉末不同的一块浇注粉末块和/或自由粉末和/或粉末浆料和/或网格材料。图21示出一个优选的实施例，其中在烧结模的冲头13之间的多个材料块10的组件的各侧具有一层浇注粉末44。
一般，从毛坯中取出或切出材料体的手段包括任何类型的机加工操作(也就是切割、铣、磨、钻削)或它们的组合，采用由下列一组中选出但不限于该组的手段·磨削加工(也就是磨削切割或磨或刮光)，·有刃物(也就是有刃物切割、铣、钻)，和·机械破坏(也就是断裂、静的、动的、电动力的和爆炸破坏)，但优选地用·激光(也就是激光切割)，·等离子(也就是等离子切割或钻)，·水射流(也就是水射流切割或刮光)，
·电腐触(也就是电腐蚀磨削或切割)，和这些手段和方法的任意组合。
图13是类似图11的图，但示出了一个材料块组件50，其中不同成分的块51各侧有含磨料的块52，还有块53在块52的上、下面。当组件沿着线54切割时，形成图13a所示的切削件56，当沿着线55切割时，形成图13b所示的切削件57。图13c示出类似切削件57的切削件58焊接或固定到切削刀具的芯部59。
实践中，多于一个装配的块(单层或多层)在压力下在一个模中和/或在一个炉中同时烧结。在压力下烧结的情形下，装配的块沿加压和/或负载的方向以堆垛方式(在该方式下，一层层升高)放在烧结模中。在一个垂直的烧结压机中，其中压力沿垂直方向施加，处在Z方向。在水平的烧结压机中，其中压力沿水平方向施加，其处在X或Y方向。
图22示出类似图5所示的烧结模70放在垂直压机(未示出)的烧结室(未示出)中。材料块10的一些组件14沿与冲头71加压力P的方向相应的Z方向堆在烧结模中。优选地，沿Z方向，装配的块相互被内冲头72和/或隔块或隔片73分开。冲头72优选地为固体石墨或碳或金属合金(也就是钴和/或镍基合金)板。隔块/隔片73优选地是防止在装配的块烧结时与冲头粘接或焊上的片形材料。隔块或隔片73优选地包括(但不限于)在US 5203880中公开的一层或多层材料，如石墨纸(也就是由Union Carbide公司制造的Flexitallic)、复写纸、热和/或电绝缘片。在烧结模中的块的基体材料或附加材料包括形成碳化物的材料或成分，如(但不限于)铬、钽、钨、硅或硼。
在烧结中提供在烧结模中压实的冲头可以是装配冲头。装配冲头可包括几何尺寸互相配合以便在合适装配时形成装配冲头的材料块。这些材料可以是同样横过装配的冲头，但也可以是不同地跨过冲头和/或包括不同的材料(也就是一些单个冲头可涂覆氮化硼)，基于上述重分配正常的电流通量和热分布的概念。
例如，一个100mm×100mm×10mm厚的固体石墨冲头可由8个25mm×25mm×10mm厚的冲头来替换。这个方案的优点是允许使用普通的冲头来烧结大的烧结体，和减小了在压实和/或烧结过程中使大的单一冲头断裂。
由于烧结和/或附加的处理，装配的冲头可以相互连接起来。例如，石墨冲头可以在配合面上涂覆铁粉。结果，在烧结中形成了碳化铁，把单个的冲头牢固地连接起来使它们如一个坚硬的冲头那样工作。
装配的冲头沿连接线，可留下记号或凹口在烧结件上，如果需要，也可以移出。
如图23A和B所示，如果要求制造烧结的工件105具有至少一个波纹的、齿形的表面，但不必要使冲头具有波纹的表面或在压实方向有不同的尺寸，隔块/隔片73可以是网形材料110(也就是由Delker公司由铁、钢或镍板制的膨胀箱)。这种方法基本是(但不限于)US5620489说明的，其中该方法仅仅开发用于通过烧结软的和易变形的柔性粉末预型(如铸造粉末)制造包括波纹表面磨料制品。在本发明中，凹口也可施加在“未烧结的”压实件和/或至少部分烧结的和/或甚至完全烧结的预型(这些都是比铸造粉末预型更致密和更硬的)，在组件中具有或没有铸造粉末。一个烧结的齿形表面107导致提供每个硬颗粒有更高压力的磨削刀具，有利于移去机加工的工件中残渣的条件，这些分开和结合起来导致更有效的刀具，也使磨削刀具有特殊的外观。
当然，如图24所示，一个波纹冲头108或至少两种冲头108A和108B(如图24所示)装配起来形成具有波纹的压力侧的冲头108(或多个冲头)也可用来提供具有波纹的齿形表面的烧结件。但是，使用网状材料制造具有高达3mm深的谷的波纹的齿形表面的烧结的磨料制品比使用波纹的冲头更经济。
图25A、B、C总的示出复杂形状的段如何能用本发明制出。同时，这些图显示了一个很特殊的情形。图25A和B特殊地示出用于切割刀片的段160，165，这些刀片是现在公知的和在石头切割和制造业中受欢迎的。特别，这些形状的段和装有这些段的叶片由Tucker，Georgia的Gran Quartz公司制造和销售。如所示，这些段160和165包括空洞170、175，提供装有这些段的刀片有易切割的性能。按照本发明，有这种或其它复杂形状的段，特别是有配合形状的成对段(如段160和165)可通过由烧结件14切出这些段(如图25c)而经济地制出。
基于上面说明，可以看到本发明的优点是一个材料块的组件、和由此得到的烧结毛坯和从毛坯中取出的段可有比内部分有更高硬颗粒(也就是金刚石)浓度和/或不同的保留的基体材料的外部分。这在图26示出，其中段165的外部分190有比内部分191更高的磨料或硬颗粒浓度。
图27示出有区域501的烧结件500，这些区域，这些区域表示槽、凹口或低密度区。这类烧结件由一些方法(下面说明)有意地制出以便方便从制品中取出单个的烧结体。取出可相应于这些区进行。可以明白，这些区域501是应力点，通过断裂取出会导致得到的烧结体至少粗略地与区域501相应。
另外，在区域501烧结体的厚度小，因此用激光或水射流切割，如果通过区域501会更方便。这样，可用1500瓦的CO2激光切割，从有深度为2mm的区域501的总厚度为7mm的金刚石-金属烧结件得到单个的烧结体。
区域501可用多种方法得到，包括(但不限于)a.对烧结件500进行磨料和/或有刃物磨削和/或铣削生成槽；b.如图28A和B所示，形成有倒角503的材料块502，装配起来，把组件烧结成烧结件504，该制品在倒角位置有低密度区505；c.用机加工或磨料使材料块形成倒角，装配起来，把组件烧结成如(b)项那样有低度区的烧结件；d.在压实和/或烧结中用刻痕装置在压力下形成凹口，如图24所示，和e.上述方法任意的组合，当提供与刻痕装置的布置相应的室能达到最好的结果。
为了显著地增加制造按照本发明的磨料段、制品和刀具的生产率，理想地，一个制造设备要包括压实和/或浇注粉末的装置、把适当形状和尺寸的压实的块组装成(带有或没有附加材料)组件的装置，烧结组件(优选地在压力下进行)的装置、把烧结件切成段(优选地用激光或水射流切割机)的装置。一种合适的烧结压实的块的组件的烧结压机是Robosintris公司(意大利Pracenza市)的18 STV/250烧结压机，最大压实力为250吨，和可在645.16cm2(254mm×254mm)的表面上发展高达387.5kg/cm2的压力，和有均匀的温度分布。
烧结生产率随着烧结模的工作的平方面积和装在模中的组合的块的数目的增加而增加。例如，上述烧结压机根据成分、烧结同期和温度，和模具的负载，提供烧结高达80-10个有254mm×254mm×(0.5-4)mm厚的组件或板的能力。这转换成每个板有156个35mm×12mm的段。当烧结每框架有4～6个3mm厚的板，(在切成段后)生产率为每框架156×(4～6)＝624～936段或每分钟15.6～23.4个段。现时，对于30分钟周期，每框架只生产出约40个单个段，换算成每分钟约1.3段。因此本发明明显地增加了烧结段的生产率。
多种激光和水射流机可用来取出烧结件或段。
在本发明中，硬的或磨料颗粒非随机的分布包括按照至少一个规则系统分布颗粒，该规则系统可以是在不同的区域、平面、体积是同样的或不同的(也就是高密度和低密度的非随机分布，和/或在不同的材料区内以非随机方式分布的不同类型和/或尺寸的硬颗粒的组合)；单种硬颗粒的非随机分布；或非随机分布在至少一个板和/或在体积中。另外，可以包括非随机分布各包括硬颗粒的堆集体或簇，其中颗粒可随机地或非随机地分布在聚集体中。
因此，任何类型的硬颗粒的分布和实施的装置在本发明的范围内。
提供硬颗粒的非随机分布和/或硬颗粒的簇包括(但不限于)使用上述的US 4925457，5049165，5092910，5380390，5817204，5620489，5791331中至少一个教导的网状和/或格栅类型材料。
因此提供硬颗粒的非随机分布和得到产品的任何方法、装置、材料和/或设备(机器)都在本发明的范围内。
硬的和磨料颗粒可用任何不同的方法限定。它们可以有相应于基体材料的特点，其中它们作为有硬度，如比基料材料高两倍的颗粒分布。它们的特点可以是有莫氏硬度为7-10的颗粒。硬的和磨料颗粒包括(但不限于)金刚石、立方氮化硼、石榴石，金属和非金属元素的碳化物、氮化物、硼化物，例如(但不限于)碳化钨、氮化钛、碳化硼、烧结碳化物(也就是WC-Co)，或它们的任何组合。金刚石可以是天然的或合成的，和是单晶或多晶。
形成材料块的组件的块和单个取出的烧结体可以是一维、二维或三维尺寸体。一维尺寸体的实例(也就是10mm厚×1mm宽×10mm长)是取出的可烧结材料带(也就是0.3mm厚×1mm宽×10mm长)，和由烧结件取出的带或销得到的烧结带或销(也就是0.3mm厚×1mm宽×10mm长)二维尺寸体的实例包括铸造粉末带或卷(也就是0.3mm厚×10mm宽×5000mm长)由从烧结铸件(也就是0.3mm厚×100mm宽×100mm长)取出的烧结板。三维尺寸的实例包括烧结块(也就是0.33mm×20mm×7-10mm)和烧结板(例如100-250mm×100-250mm及100-250mm×100-250mm)。
形成组件的粉末块或预型可包括单个的、三维的可堆放的材料体，其铺成两维平面(X，Y)与加压方向Z垂直，使得X或Y轴线中至少一个与多个预型横交，或者多个预型可横交X和Y轴线和/或Z轴线。
另外，预型可包括X，Y平面元件，其包括在平面中的沉积使得X和Y轴线中至少一个与至少四个基体成分横交。如果有沿Z方向的连续的预型层，这些导可以是同样的或不同的。在任一情形下，在烧结后，Z轴线可与一个均质体、一个非均质体或一个成分变化的体相交。如果预型是柔软的和是平面的，它们可与绕Z轴有匹配的形状的预型结合，以提供具有原始平面元件的非平面分布的烧结体。不要求单层预型的所有元件是同平面的。单个的元件可以有高于或低于该层名义表面的平面的平面。例如，一厚度t的层可包括厚度2t的元件，其与邻近层的孔洞匹配以在组装时产生一连续的固体。
材料块的外部分可与内部分不同。作为实例，材料块可以是未烧结的铜粉的压实体作为外部分和未烧结的钴粉的压实体作为内部分；或者是烧注的钢粉的外部分和青铜粉的压实体作为内部分；或是网材(也就是钢)作外部分和粉末压实体作内部分；或者网材可用钢片代替。材料块的这些部分可同时压实在材料块中和/或组装起来。
授予本发明人的US 5791330公开了使用激光、水射流和放电用来从烧结的磨料板取出有用的磨料件(段、制品)。授予本发明人的US 5980768公开了制造带有故意的无硬粒区的材料的方法。应该明白通过无硬粒区的切割不会发生问题，和比切割含硬颗粒区更有效。另外，在磨料段和/或制品中有无硬颗粒区对于修整和把烧结材料和磨料段安装和固定到磨削刀具的夹具(芯部)上提供了更有效的方法，焊接(包括激光和电子束焊接，特别在使用金刚石作为硬颗粒情形下)、钎焊和粘接(胶接)对于用到无硬颗粒区比用到硬颗粒区更方便和可靠。
使用所谓的“底座”的刀具的实例示于图29-32。图29示出一个烧结板200(这里为正方形)带有含硬颗粒的圈210，220和无硬颗粒的“底座”圈或环230和中央盘240。线520、260、270示出这些烧结板如何切成盘。
图30示出沿线250、260切烧结板200而从板200上取下的磨料盘300。图31示出沿线260和270切割烧结板200而从板200上取下的磨料盘305。这些取下的磨料盘300、305包括与磨料圈210、220相应的磨料区310、320和与“底座”圈230和“底座”盘240相应的“底座”区330、340。
图32示出磨料盘型的刀具350，其中磨料盘330(例如通过激光焊接370或压配合)装到芯部360上。如果需要，在与芯部连接前，磨料盘和/或底座区可修整或机加工。可以看到本发明通过从烧结板取出“面包圈”形的烧结磨料毛坯提供了制造盘形研磨工具的有效方法。通过在底座钎焊或焊接，对钎焊和/或焊接友好的(相容的)“底座”保证把磨料圈与芯部可靠地连接(固定)起来。另外，如果不需要“底座”，在从烧结板取出磨料圈时，在烧结或切掉前，在装配材料块的过程中可去掉该部分。可容易地明白各种刀具可用该方法制出，包括(但不限于)复合材料切割盘、砂轮盘、砂轮等。
另一种匹配刀具夹具的方案如图33a、33b所示。参见图5-9及其它的图，图33a和33b示出冲头13-1，13-2有弧形，因此制出有弧形的烧结块14-1(参见图8，9)。一个冲头，也就是下冲头13-2应该严密地相应，和在最佳情形下，与刀具夹具的形状匹配，烧结块14-1(如图33c所示)切成烧结体/段400(如图33d所示)，安装到刀具夹具420的工作边410上(如图33e所示)，该图示出制造圆形切刀的情形。
在图33a和33b之间的不同在于烧结块10-1和10-2的形状。图33a示出的烧结块10-1是矩形的，而图33b示出有与冲头13-1的弧形相对(一般是配合的)弧形的烧结块10-2。
图34a和34b示出本发明可提供刀具450，在图示情况下为一个圆周刀片，和一个制造刀片的方法，其中沿着工件被刀具机加工(也就是切割)的方向，取出的烧结段460有不同的厚度t1和t2。具有不同厚度部分的段(因此导致在夹具上有不同的凸块)提供了有效地移去工件的残片和容易切割的优点。
包括有不同的(至少两部分)有不同厚度部分的段可用本发明如制造有均匀厚度的段一样方便地制出。
可以明白烧结段的厚度被取出的装置(也就是激光或水射流)，切割的精度和切割的布置(图案)。在图33a-e和34a-b所示的情形下，烧结段的厚度(和最终是磨料刀具的有效厚度和切割的宽度)被取出段的方式控制，而不是被烧结板的厚度控制。这构成了本发明的另一优点。
应该明白至少两种多个块可组装在一起和烧结成板或制品。图35a示出组件14-2包括块A(两个块)、B、C、和D。块14-2的总成分、保留的基体成分、硬颗粒的类型、尺寸、分布、方法和分布的随机性、和其它的参数和因素可构成一定的多个段。重要的是注意代表不同的多个段可按要求，包括非随机的方式组装成组件14-2。在组件14-2烧结成板500(平的或弧形板)，随后从烧结板500中取出段520，随后把段520固定在刀具夹具530上，这样就可得到包括交替的(如果要求是随机的)不同的多个段A、B、C、D(由不同的多个块得到的)。
作为实例，刀具540在图35b中示出一个圆周刀片。在段中不同部分的数目不限制，但通常为2-5。刀具的不同的段可包括不同的多个块和/或不同顺序的块，和/或不同数目的块包含在段中。
应该注意故意的和/或非随机的分布的块和它们在段中的顺序可以或可以不与段的不同厚度部分重合，如图34-b所示。
从烧结板或制品中切出单个的烧结体的方法包括(但不限于1500-2500瓦的CO2激光切割机。它们可切割高达7mm厚的金刚石-金属烧结板，根据板的厚度、金刚石在基体中的浓度和基体的成分，实际的速度可达每分钟3.0-180英寸。YAG激光切割机可切更厚的板。合适的激光切割机由日本的Mitsubishi公司、美国的Minnesota的Laser Machining公司、意大利的Ruffin-Sinar公司和美国加利福尼亚州的Western Saw公司提供。还可用装有10000psi的泵的水射流切割机。它们可切高达5mm厚的金刚石-金属烧结板，根据板的厚度、金刚石在基体中的厚度和基体的成分，加工速度可为每分钟0.3-150英寸。合适的水射流切割机由美国密尼苏达州的Jet-Cut公司提供。
下面参照实例进一步说明本发明，实例中在室温在压力下压实和烧结的压机使用意大利Piacenza市的Robosintris公司的18 STV/250压机；矩形〔30mm×20mm×(7-10)mm〕的未烧结材料块在3000kg/cm2的压力下压实；(与压实方向垂直的)组件的平表面和因此相应的烧结横的工作区的尺寸为90mm×60mm；磨料(硬)颗粒是GE公司超磨料分部制造的40/50目、牌号为970的人造金刚石。
用美国乔治亚州的Newnan市的激光加工中心的激光切割和日本Mitsubishi公司的1500瓦的CO2激光或用有10000psi泵和磨料介质为80目的石榴石的水射流切割机从烧结件中取下单个的烧结段；和使用普通的烧结模包括一金属框架、热/电绝缘材料和石墨板。在最高烧结温度下的最大压力为350-400kg/cm和在最高烧结温度和最大压力下烧结时间为5分钟。
在各实例中，未烧结块的组件以平放方式放在烧结模中，也就是未烧结块组件的大尺寸面定向在模具(和/或模具定向在烧结压机中)使得加的压实压力与该面垂直。实例1Afrimet公司的钴粉“400”与4％(重量)的矿物油的混合物制备出，随后压实成未烧结块。生块分成六批次。
1、2、3批次的块分别组装成单腔组件，如图4所示。各组件的总尺寸，也就是烧结模的工作区的尺寸为90mm×60mm。各组件在不同温度下烧结。各组件作为单层烧结(见图5)，得到的烧结件见图6。第1批组件在950℃下烧结。第2批在980℃下，和第3批在1010℃下烧结，分别得到烧结件1、2、3。
在烧结后，各烧结件通过冲击被机械粉碎。
烧结件1沿着块的连接线分离，一些裂纹发展通过烧结件。由粉碎取出的一些单个段有粗糙的断裂表面和不一致，但是基本是矩形的尺寸，接近30mm×20mm。
烧结件2主要分离通过烧结件，一些裂纹沿着块的连接线。没有得到与未烧结的压实块相应的单个段。
烧结件3分离通过烧结件，没有沿着块的连接线的裂纹。没有得到与未烧结的压实块相应的单个段。由于开裂得到随机的和不规则的尺寸和形状的块。
组件在固态烧结，没有液相出现。
烧结件的冶金分析表明在烧结板1中大多数原始的未烧结坯之间有区分的边界线，在烧结板2中，少数原始的未烧结坯之间有区分的边界线，在烧结板3中，在原始的未烧结坯之间没有区分的边界线。实例2第4、5、6批的未烧结坯(见实例1)如图21所示进行组装，和如图22所示进行烧结(但是在冲头间只有一层装配的块)。90mm×60mm的柔性的铸造粉末板用作附加的材料44。两层90mm×60mm×0.381mm厚的Graphoil板用作未烧结材料块和铸造粉末板44(未示出)组装的块和冲头之间的隔片100。铸造粉末板44的成分是90％(重量)的铜和10％(重量)的锡(ALCAN公司的青铜粉)。使用与上述同样的烧结顺序。烧结件4在950℃下烧结、烧结件5在980℃下烧结和烧结件6在1000℃下烧结。随后粉碎所有这些烧结板。
烧结板4的表面有可见的青铜的残余，该处铸造粉末板加在其上。板4主要沿着块的连接线分离，一些裂纹扩展通过烧结件。由粉碎得到的单个的段有粗糙的断裂表面和不一致的但是基本是矩形的尺寸，接近30mm×20mm。烧结件5，6显示烧结为块的材料时青铜完全渗入，不过板6失去了青铜的相当大的部分，因为熔融材料熔化及漏入烧结框。烧结件5和6被粉碎成随机的和不规则的尺寸和形状。
烧结件的冶金分析显示了烧结件4的大多数原始未烧结块之间有区别的边界，而烧结件5和6的原始未烧结块之间无区别的边界。
烧结板4在固态烧结，而烧结板5、6在有液相参加下烧结，液相是在烧结时渗入制品5、6的青铜产生的。实例3制备出97％(重量)的Co粉400和3％(重量)的青铜粉“201”(90％(重量)的铜和10％(重量)的锡)，在混合物中加入4％(重量)的矿物油。混合物压实成未烧结块和该未烧结块分成三批次7、8、9。
各批次7、8、9的块组装如图23所示(也就是组装成两层组件，每个烧结框有三个两层组件)。批次7的组件在950℃烧结，批次8的组件在980℃烧结、批次9的组件在1010℃烧结，分别烧结成烧结件7、8、9。
在烧结后，所有烧结件用冲击机械粉碎。烧结件7基本沿块的连接线分离，一些裂纹扩展通过烧结件。通过粉碎得到的单个段包括粗糙的断裂表面和不一致的但基本是矩形的尺寸接近30mm×20mm。
烧结件8，9分离通过烧结件。通过粉碎没有得到至少粗略地与原始未烧结块相应的单个段。由于粉碎仅得到随机的不规则的尺寸和形状的块。
烧结件7在固态烧结，而烧结件8、9在由青铜产生的液相参加下烧结。
烧结件8、9的冶金分析表明原始的未烧结块之间没有区别的界线。实例4在该实例中，块是两侧夹心块，外层是在94％(重量)的钴400(由Afrimet公司制造)和Wall Colmonly公司制造的7％(重量)金刚石凝结粉#11〔Cu24-26；Fe22-26；Ni15-20；Sn2-5；Cr5-8；B1-3；Si1-4；WC20-35；和Co1-2％(重量)〕中金刚石浓度为30。在混合过程中加入4％(重量)矿物油。内层是在93％(重量)的钴400(由Afrimet公司制造)和Wall Colmonly公司制造的7％(重量)金刚石凝结粉#50〔Cu20-25；Fe20-25；Ni30-45；Sn1-4；Cr7-11；B1-4；和Si1-4％(重量)〕中金刚石浓度为25，和4％(重量)矿物油。材料块装配成单块组件，如图4所示，和成四层堆垛烧结如图22示意示出。
烧结温度是1040℃。
3.25mm-3.55mm的烧结件与未烧结块的布置无关地被激光和水射流切成段。因此，一些段包括至少两个烧结材料块的部分。这些段用来制造一个四英寸直径的成段刀片和平面磨刀具用来加工混凝土。刀具证明有好的性能，单个段没有断裂。实例5制备出在93％(重量)的钴粉400(Afrimet公司制的)和7％(重量)的混合剂50(Wall Colmonly公司生产的)的粉末基体中金刚石浓度为25，另外加4％(重量)的矿物油的混合物制备出，压实成未烧结材料块，并装配成单层组件。
制备出包括金刚石的，粉末成分为93％(重量)的Afrimet公司制造的钴粉400和Wall Colmonly公司制造的混合剂11的铸造粉末带。一个铸造带具有随机分布的金刚石磨具浓度为30，第二个铸造带有非随机分布的金刚石磨具浓度为7。带切成90mm×60mm的板，和在烧结前放置在各组件的顶部和底部。首先，铸造粉末放入模中，随后未烧结材料块一起放入形成单层组件，随后另一个铸造带放在组件的顶部。
烧结温度是1040℃。
3.0-3.25mm厚的烧结件由激光和水激流与未烧结材料块的布置无关地切成段。因此，一些段包括至少两个烧结的材料块的部分。这些段用来制造4英寸直径的分段刀片和平面磨盘用来加工混凝土。刀具证明有好的性能没有单个段的断裂。实例6重复实例5，并用附加材料作“底座”。使用没有金刚石的压实块。这些块的尺寸为15mm长×2.5mm厚，块的高度与组件的厚度一致。这些块的成分是95％钴、2％镍、2％铁和1％的Wall Colmonly的混合剂50(基于重量％)。无金刚石的块放在实例5的未烧结材料块之间(如图11所示)。模具的开口调整以容纳大尺寸的最终组件。具有非随机分布的金刚石的同样的铸造粉末板放在组件的顶部和底部。
组件在压力下烧结，随后切成单个烧结段制成4英寸直径刀片，固定在一个刀具的钢芯部上如图11c所示。
本专业技术人员考虑了说明书和本发明的实践，可对本发明的其它实施例很清楚。说明书及实例只是作为实例说明而已，本发明精神范围由下面的权利要求书指明。
权利要求
1.一种制造烧结件的方法，包括下列步骤提供多个单个的可烧结基体材料的块，把所述的块安排成紧贴关系形成所述的块的组件，其中所述的组件包括沿其至少一个方向延伸的多个所述的块，和烧结所述的组件形成一个整体烧结件。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于多个所述的块沿组件的多于一个方向延伸。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于所述的组件有相互成直角的X、Y、Z轴线，和包括沿其中至少两个轴线延伸的多个所述的块。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的烧结件是一个烧结的磨料制品，至少一个所述的可烧结的基体材料块有多个磨料颗粒埋在其中。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于全部所述的块含有多个磨料颗粒。
6.按照权利要求4的方法，其特征在于所述的至少一个可烧结的基体材料块有以非随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于多个所述的可烧结基体材料块具有以非随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于全部所述的可烧结基体材料块具有以非随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
9.按照权利要求4的方法，其特征在于所述的至少一个可烧结基体材料块有以随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
10.按照权利要求9的方法，其特征在于多个所述的可烧结基体材料块有以随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
11.按照权利要求4的方法，其特征在于多个所述的可烧结材料块有以非随机方式埋在其中的多个磨料颗粒和多个所述的可烧结材料块有以随机方式埋在其中的多个磨料颗粒。
12.按照权利要求4的方法，其特征在于多个磨料颗粒在烧结前埋在材料块中。
13.按照权利要求4的方法，其特征在于多个磨料颗粒在烧结时埋在材料块中。
14.按照权利要求6的方法，其特征在于所述的多个磨料颗粒借助于网格材料以非随机的方式埋在可烧结的基体材料块中。
15.按照权利要求14的方法，其特征在于所述的网格材料结合在所述的至少一个块中和形成所述的制品的一部分。
16.按照权利要求4的方法，其特征在于至少一个所述的可烧结基体材料块不含磨料颗粒。
17.按照权利要求16的方法，其特征在于多个所述的可烧结基体材料块含有多个磨料颗粒和多个所述的可烧结基体材料块不含磨料颗粒，在组件中，不含磨料颗粒的材料块夹在含有磨料颗粒的材料块之间。
18.按照权利要求3的方法，其特征在于所述的组件有沿其两个轴线延伸的多个所述的材料块。
19.按照权利要求3的方法，其特征在于所述的组件有沿其三个轴线延伸的多个所述的材料块。
20.按照权利要求3的方法，其特征在于所述的组件包括单层的块，有沿其X、Y轴线延伸的多个材料块，沿至少一个所述的轴线在相邻的材料块之间的连接相互交错开来。
21.按照权利要求3的方法，其特征在于所述的组件包括多层的块，有沿其X、Y、Z轴线延伸的多个材料块，沿至少一个所述的轴线在相邻的材料块之间的接合处相互交错开来。
22.一种制造至少一个烧结的磨料段的方法，包括下列步骤提供多个单个的可烧结基体材料块，其中至少一些含有多个磨料颗粒，把所述的块安排成紧贴关系形成所述的块的组件，其中所述的组件包括洞其至少一个方向延伸的多个所述的块，烧结所述的组件形成一个整体烧结磨料制品，和从所述的烧结磨料制品取出至少一个烧结的磨料段。
23.按照权利要求22的方法，其特征在于多个所述的材料块沿组件的多于一个方向延伸。
24.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的组件有相互成直角的X、Y、Z线，和包括沿其至少两个所述的轴线延伸的多个所述的块。
25.按照权利要求22的方法，其特征在于全部所述的材料块含有多个磨料颗粒。
26.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的含有多个磨料颗粒的可烧结的基体材料块有以非随机方式埋在其中的颗粒。
27.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的含有多个磨料的可烧结的基体材料块有以随机方式埋在其中的颗粒。
28.按照权利要求22的方法，其特征在于一些含有多个磨料的可烧结的基体材料块有以非随机的方式埋在其中的颗粒，而另一些材料块有以随机的方式埋在其中的颗粒。
29.按照权利要求22的方法，其特征在于一些可烧结的基体材料块不含磨料颗粒。
30.按照权利要求29的方法，其特征在于不含磨料颗粒的块插在含有磨料颗粒的块之间。
31.按照权利要求22的方法，其特征在于从所述的磨料制品取出一个磨料段的步骤包括用激光切割、水射流切割、电腐蚀切割或这些方法的结合切割所述的制品。
32.按照权利要求31的方法，其特征在于所述的磨料制品通过激光切割切出以提供至少一个磨料段。
33.按照权利要求31的方法，其特征在于所述的磨料段切成可固定到一个磨具加工刀具的芯部或夹具的形状。
34.按照权利要求33的方法，其特征在于所述的磨料段固定到磨料刀具的芯部或夹具。
35.按照权利要求34的方法，其特征在于所述的磨料段通过焊接、激光焊接、钎焊、粘接或上述方法的结合固定到刀具的芯部。
36.按照权利要求22的方法，其特征在于多个磨料段从烧结磨料制品取出。
37.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的块的组件在压力下烧结。
38.按照权利要求37的方法，其特征在于所述多个块沿烧结时压力加到组件上的方向延伸。
39.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的组件在烧结模中烧结，和组件块在烧结模的外面安排。
40.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的组件在烧结模中烧结和组件块在烧结模中安排。
41.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的块是矩形的。
42.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的组件是矩形的。
43.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的烧结件是矩形的。
44.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的组件是正方形的。
45.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的烧结件是正方形的。
46.按照权利要求1或22的方法，其特征在于至少所述的块或所述的块的组件之一有一通孔，以提供烧结件中至少一个通孔。
47.按照权利要求1或22的方法，其特征在于所述的可烧结的基体材料块有至少两种成分。
48.按照权利要求1或22的方法，其特征在于至少一些块是包括至少两部分不同成分的复合材料块。
49.按照权利要求48的方法，其特征在于所述的复合材料块包括至少两层不同的成分。
50.按照权利要求4或22的方法，其特征在于所述的磨料颗粒至少是所述的块的可烧结的基体材料的硬度的两倍。
51.按照权利要求4或22的方法，其特征在于所述的磨料颗粒的莫氏硬度为7-10。
52.按照权利要求1的方法，其特征在于还包括从所述的烧结件取出至少一个烧结段。
53.由权利要求1的方法制得的烧结件。
54.由权利要求4的方法制得的烧结磨料制品。
55.由权利要求22的方法制得的烧结磨料制品。
56.由权利要求34的方法制得的磨料刀具。
57.由权利要求35的方法制得的磨料刀具。
58.按照权利要求56或57的磨料刀具，其特征在于所述的刀具是一个切割刀具、钻孔刀具、磨削刀具、倒角刀具、卡紧刀具、平面磨削刀具、圆柱形刀具或轮。
59.按照权利要求29或30的方法，其特征在于所述的磨料段通过一部分不含磨料颗粒的制品从烧结件中取出。
60.按照权利要求59的方法，其特征在于从所述的制品取出的磨料段具有固定到磨料刀具的芯部或夹具上的形状。
61.按照权利要求60的方法，其特征在于所述的磨料段固定到磨料刀具的芯部或夹具上。
62.由权利要求61的方法制得的磨料刀具。
63.按照权利要求16、17、29、30中任一项的方法，其特征在于所述不包括磨料的块按照选择的规则在包括磨料颗粒的块中分布。
64.按照权利要求16、17、29、30中任一项的方法，其特征在于所述的不包括磨料的块按照非随机的方式在包括磨料颗粒的块中分布。
65.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的取出的段的尺寸在段中是一致的。
66.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的取出的段的至少一个尺寸在段间变化。
67.按照权利要求66的方法，其特征在于所述的段的至少一个尺寸的变化相应于选择的规则。
68.按照权利要求66的方法，其特征在于所述的段的至少一个尺寸的变化是非随机的。
69.按照权利要求22的方法，其特征在于所述的烧结件有至少一个表面与磨料刀具的芯部或夹具的形状相应，使得从所述的制品取出的磨料段有一个表面可固定到磨料刀具的芯部或夹具上。
全文摘要
制造烧结件(14)的方法,包括提供多个单个的可烧结的基体材料块(19),把所述的块安排成紧贴关系在一个模中成形所述的块的组件,其中所述的组件包括沿其至少一个方向延伸的多个所述的块,和在压力下在模中烧结所述的组件形成整体的烧结件。所述的块可含有磨料颗粒以提供烧结的磨料件和单个的磨料段(15、16、17)可从磨料件中取出。
文档编号C22C1/04GK1334761SQ99813605
公开日2002年2月6日 申请日期1999年11月23日 优先权日1998年11月23日
发明者瑙姆·N·特瑟勒森 申请人:顶点研磨料系统责任有限公司