專利名稱：一種高效耐磨切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超硬復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及切削軟到堅硬巖石，尤其涉及一種適用于各種碎巖鉆頭用的切削齒，也涉及到金屬切屑刀頭用的復(fù)合切削工具，特別涉及一種高效耐磨切削工具。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外巖石切削工具的種類和制作方法很多，但是象聚晶金剛石復(fù)合片類切削工具的制備以通過金剛石壓機(jī)進(jìn)行高溫高壓制備的方法為主。盡管此法在不斷改進(jìn)和完善，復(fù)合片質(zhì)量得到了大幅度提升，但有兩方面問題難以克服。設(shè)備和工藝方面一是一次只能壓制一片復(fù)合片，生產(chǎn)效率低；二是成品率較低，直接成本高；三是若要大批量生產(chǎn)，設(shè)備一次性投入大；四是制備工藝技術(shù)控制難，高質(zhì)量復(fù)合片制備技術(shù)主要掌握在國外少數(shù)幾家企業(yè)，技術(shù)壟斷導(dǎo)致復(fù)合片價格很高，高出國內(nèi)價格一倍以上。復(fù)合片綜合性能方面切削效率、耐磨性和抗沖擊性相互制約，如效率的提高往往會導(dǎo)致抗沖擊性或耐磨性的下降，反之亦然，多項性能無法同步提高。如申請?zhí)枮?01110001815. 8的發(fā)明專利申請和專利號為200620016041.0的實(shí)用新型專利，主要是為了提高復(fù)合片的切削效率，但因此類復(fù)合片表面不平，抗沖擊性能有所下降，使用壽命縮短；再如申請?zhí)枮?00820053178. 2的實(shí)用新型專利，主要是為了增加復(fù)合片的抗沖擊性能，但因其表面成球面或弧面，切削巖石的效率有所下降。然而，對于用來切削巖石的切削工具來說，切削效率、耐磨性和抗沖擊性等性能同時提高是最理想的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有巖石切削工具存在的缺點(diǎn)，而提供一種高效耐磨切削刀具。本發(fā)明是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用熱壓法或無壓浸潰法燒制而成。所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼等其它超硬材料。所述的粉末冶金材料配方及比例是3(T70%WC、(T30%YG6、0 30%Ni、(Γ15%Μη、0 15%Co和20 60%663青銅。切削工具中的超硬材料可以由一個切削單元構(gòu)成，也可以由多個切削單元組成。每個超硬材料單元的截面形狀不限。粉末冶金材料用來固定和保護(hù)超硬材料，切削巖石時，粉末冶金材料先于超硬材料磨損，超硬材料出露，切削面產(chǎn)生溝槽形結(jié)構(gòu)，改變巖石受力狀態(tài)，能有效改善切削工具的排屑環(huán)境和冷卻環(huán)境，切削巖石效率提高。本發(fā)明應(yīng)用到切削巖石鉆頭中，可以提高鉆頭的切削巖石效率和使用壽命。切削面產(chǎn)生的溝槽形結(jié)構(gòu)能夠改善了切削工具的抗沖擊性、局部水力學(xué)狀態(tài)、切削條件和排屑環(huán)境，可以提聞機(jī)械鉆速和使用壽命。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明之高效耐磨切削工具，具有壽命長、鉆速高、能耗低、防粘能力強(qiáng)等特點(diǎn)。


圖I、圖2是由單層多個切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。圖3、圖4是由單層一個切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。圖5、圖6、圖7、圖8是由雙層多個不同截面形狀的切削單元組成的高效耐磨切削工具截面圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用熱壓法或無壓 浸潰法燒制而成。所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼等其它超硬材料。所述的粉末冶金材料的重量百分比的配方是3(T70%WC、(T30%YG6、(T30%Ni、0 15%Mn、(Tl5%Co 和 20 60%663 青銅。實(shí)施例I :請參閱圖I和圖2所示，按計算所得粉末冶金混合材料裝入組裝好的石墨模具中壓實(shí)，形成工具的基層3，上部按照設(shè)計放置直徑或邊長為l_3mm，長度為3_10mm的多晶金剛石，按照設(shè)計排布后壓實(shí)，形成工具的切削單元2，再加入計算所得粉末冶金材料，再壓實(shí)，形成工具的保護(hù)層1，最后放上石墨壓塊，烘干后在溫度1100°C，壓力在150Kgf/Cm2的條件下熱壓成型，緩慢冷卻后退模，再進(jìn)行表面清理、成形加工，即為高效耐磨切削工具，切削工具形狀和大小可任意設(shè)計和制備。實(shí)施例2:請參閱圖3和圖4所示，按計算所得粉末冶金混合材料裝入組裝好的石墨模具中壓實(shí)，形成工具的基層3，上部按照設(shè)計放置較切削齒直徑小2-3_、厚度為1-3_的多晶金剛石膜，再壓實(shí)，形成工具的切削單元2，再加入計算所得粉末冶金材料，再壓實(shí)，形成工具的保護(hù)層1，最后放上石墨壓塊，烘干后在溫度1200°C的條件下無壓浸潰成型，緩慢冷卻后退模，再進(jìn)行表面清理、成形加工，即為高效耐磨切削工具，切削工具形狀和大小可任意設(shè)計和制備。實(shí)施例3 請參閱圖5、圖6、圖7和圖8所示，按計算所得粉末冶金混合材料裝入組裝好的石墨模具中壓實(shí)，形成工具的基層3，上部按照設(shè)計放置直徑或邊長為l_3mm、長度為3_10mm的多晶金剛石，按照設(shè)計排布后壓實(shí)，形成工具的第一層切削單元2，再加入計算所得粉末冶金材料，再壓實(shí)，形成工具的第一層保護(hù)層1，再按照設(shè)計放置邊長或直徑為l_3mm、長度為3-10mm的多晶金剛石，按照設(shè)計排布后壓實(shí)，形成工具的第二層切削單元2，再加入計算所得粉末冶金材料，再壓實(shí)，形成工具的第二層保護(hù)層I，最后放上石墨壓塊，烘干后在溫度1100°C，壓力在150Kgf/Cm2的條件下熱壓成型，緩慢冷卻后退模，再進(jìn)行表面清理、成形加工，即為高效耐磨切削工具，切削工具形狀和大小可任意設(shè)計和制備。
所述的切削單元2可以是多層，每個超硬材料單元的截面形狀不限?！?br> 權(quán)利要求
1.一種高效耐磨切削工具，其特征在于是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金材料中，采用熱壓法或無壓浸潰法燒制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效耐磨切削工具，其特征在于所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效耐磨切削工具，其特征在于所述粉末冶金材料的重量百分比配方是3(T70%WC、(T30%YG6、(r30%Ni、(ri5%Mn、(ri5%Co 和 20 60%663 青銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效耐磨切削工具，其特征在于所述的粉末冶金材料形成工具的基層(3)和保護(hù)層(I);所述的超硬材料形成工具的切削單元(2)，切削單元(2)位于基層(3 )和保護(hù)層(I)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效耐磨切削工具，其特征在于所述切削單元(2)至少為一層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效耐磨切削工具，其是將不同形狀的超硬材料置于粉末冶金混合粉料中，采用熱壓法或無壓浸漬法燒制而成；所述的超硬材料是聚晶金剛石或多晶金剛石或孕鑲金剛石或立方氮化硼等其它超硬材料；粉末冶金材料用來固定和保護(hù)超硬材料，切削巖石時，粉末冶金材料先于超硬材料磨損，超硬材料出露，切削面產(chǎn)生溝槽形結(jié)構(gòu)，改變巖石受力狀態(tài)，能有效改善切削工具的排屑環(huán)境和冷卻環(huán)境，切削巖石效率提高；本發(fā)明應(yīng)用到切削巖石鉆頭中，可以提高鉆頭的切削巖石效率和使用壽命；切削面產(chǎn)生的溝槽形結(jié)構(gòu)能夠改善了切削工具的抗沖擊性、局部水力學(xué)狀態(tài)、切削條件和排屑環(huán)境，可以提高機(jī)械鉆速和使用壽命。
文檔編號C22C29/08GK102889057SQ20121037957
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者高科, 孫友宏, 劉婧, 馬銀龍 申請人:吉林大學(xué)