一种强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法制造技术

本发明专利技术公开了一种强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法，该烧结金刚石铣刀胎体包括Fe粉、Cu粉、Zn粉、Co粉、Ni粉及Mn粉；采用该胎体制备的铣刀，其工作层高度为5.7～6.3mm，壁厚为2.3～2.7mm，直径为22～25mm，金钢石粒度为35/40～50/60，浓度为48～56％；该铣刀的制法为选用基体并配制胎体，将胎体与金刚石混合，烧结制成金刚石烧结体，并将其固定于基体上即可。优点为首先制备的胎体，其对金刚石磨粒的包镶能力强；其次，采用该胎体制备的铣刀，提高了加工效率及加工质量；同时通过控制烧结温度、烧结压强等，形成的胎体对金刚石的包镶能力强，提高了铣刀的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铣刀领域，尤其涉及一种强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体及铣刀与铣刀制法。
技术介绍
在日常生活中，玻璃及其制品无处不在。其在建筑和装饰领域、汽车制造领域、新能源领域、家电及电子产品制造及日常生活中得到了广泛地应用。其中，建筑和装饰领域是玻璃的最大下游行业，随着人们对建筑要求的提高，公共建筑及民用建筑的玻璃使用量日益增多，从一次性使用的玻璃幕墙、门窗、阳台，到二次性使用的浴室、橱柜、灯具等装修，大大的增加了玻璃使用量和使用品种；汽车玻璃主要用于新型汽车制造市场和汽车维修市场，作为汽车一个重要的组成部分，占据了汽车行业3％的总成本，随着近年中国汽车工业的高速发展，中国汽车玻璃行业的市场需求量以19％左右的平均速度增长；汽车、新能源及其他领域的玻璃应用也在逐渐扩大。在加工过程中常常需要对玻璃进行二次加工，如切边、开槽等，随着生活水平的提高，人们对玻璃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，被广泛运用于玻璃的加工过程中。但目前市面上烧结金刚石铣刀主要用于来加工硬度高、耐磨性强的陶瓷等工件，铣刀的胎体磨损速度较快，而金刚石的硬度相对玻璃大得多，胎体磨损较快，容易导致金刚石过早出露，如此不仅使加工不稳定，影响加工质量，还缩短了烧结金刚石铣刀的工作寿命。因此，针对玻璃研制强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。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种硬度高、耐磨性强的强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体；本专利技术的第二目的是提供一种采用该强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、加工质量及工作寿命的铣刀；本专利技术的第三目的是提供该铣刀的制备方法。技术方案：本专利技术制备的强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：Fe粉41～47份、Cu粉30～36份、Zn粉7～10份、Co粉5～8份、Ni粉4～8份及Mn粉3～6份。本专利技术以Fe和Cu为主要原料，添加少量的Zn、Co、Ni、Mn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强，提高了加工时的稳定性，延长了烧结金刚石铣刀的工作寿命，优选的，Fe粉43～45份、Cu粉32～34份、Zn粉8～9份、Co粉6～7份、Ni粉5～6份及Mn粉4～5份。本专利技术制备的铣刀，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35/40～50/60、浓度为48～56％，工作端的工作层高度为5.7～6.3mm，壁厚为2.3～2.7mm，直径为22～25mm。优选的，金刚石铣刀工作端的工作层高度可为5.9～6.1mm。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8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1.9～2.3mm，优选可为2.0～2.2mm。本专利技术制备强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强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620～640℃、压强为14.5～14.8MPa条件下制成金刚石烧结体；(3)将上述金刚石烧结体保温2.3～2.7min，冷却至室温后，将其固定于基体上，即可制得强包镶能力的烧结金刚石铣刀。本专利技术通过控制烧结温度和烧结压强、保温时间，增强了胎体对金刚石的包镶能力，使制得的金刚石铣刀对玻璃具有良好的加工效率和加工质量，优选的，烧结温度为628～632℃、烧结压强为14.6～14.7MPa、保温时间为2.4～2.6min。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：首先，以Fe和Cu为主要原料，添加少量的Zn、Co、Ni、Mn金属粉末进行合金化所制备的胎体，
其硬度高、耐磨性强，胎体的磨损速度小于金刚石磨粒的磨损速度，从而对金刚石磨粒的包镶能力较强，提高了加工时的稳定性，改善了工件的表面加工质量，且该胎体的熔点低、烧结温度低，减少了高温对金刚石质量的损害，延长了烧结金刚石铣刀的工作寿命，降低了加工成本；其次，采用该胎体制备的铣刀，通过对其工艺参数的设定，使得其在对玻璃进行铣削时，增强了加工时的稳定性，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，通过控制烧结温度和烧结压强、保温时间，以使胎体粉末很好地熔合并合金化，同时不会损害金刚石质量，确保形成的胎体对金刚石的包镶能力较强，制得的金刚石铣刀对玻璃具有良好的加工效率和加工质量。附图说明图1为本专利技术制备的铣刀的结构示意图；图2为本专利技术制备的强包镶能力的烧结金刚石铣刀的端面磨损图；图3为本专利技术制备的强包镶能力的烧结金刚石铣刀的侧壁磨损图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。本专利技术制备的强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：Fe粉41～47份、Cu粉30～36份、Zn粉7～10份、Co粉5～8份、Ni粉4～8份及Mn粉3～6份。本专利技术采用铁为主要原料，其与金刚石有着较好的润湿性和附着能力，高温下能与金刚石生成多种碳化物，对金刚石轻度刻蚀时不会损失金刚石强度，在一定程度上能够增强金刚石在胎体中的把持力；同时加入主要原料铜，其与碳化物及骨架材料的相容性很好，有助于提高胎体的成型性和可烧结性；此外，添加锌能够改善胎体的烧结性能，在铁基胎体中能生成金属间化合物和复式碳化物，提高与金刚石的粘结强度，改善铁基胎体的磨损性能和变形性；钴能够改善胎体的成型性，提高胎体的抗弯强度；镍能够增强胎体的耐磨性和韧性，同时还能减少铁基胎体中锌的烧结流失锰具有脱氧的作用；锰与铜的相容性很好，能够提高胎体的耐磨性。本专利技术采用的上述原料均可从市场上购买得到。本专利技术金刚石浓度采用400％浓度制，即金刚石浓度为100％时胎体中金刚石体积浓度为25％。实施例1胎体原料为：纯Fe粉41份，纯Cu粉30份，纯Zn粉7份，纯Co粉8份，纯Ni粉8份，纯Mn粉6份。如图1所示，本专利技术制备的强包镶能力的烧结金刚石铣刀，包括由基体1和金刚石烧结体2组合而成的工作端，并在金刚石烧结体2上设有水口3，同时该金刚石烧结体2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35/40、浓度为48％，工作端的工作层高度为5.7mm，壁厚为2.3mm，铣刀直径为22mm，水口数为8个，水口为圆孔形，水口直径为1.9mm。铣刀制备方法包括：首先选择合适的金属基体，加工成所需的形状大小，并根据待制备的强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；其次，配制胎体，将金刚石与该胎体混合后装入石墨模具中，在烧结温度为620℃、压强为14.5MPa条件下热压烧结，当混合料接近塑性状态时加压成型，烧结制成金刚石烧结体；最后将该金刚石烧结体进行保温2.3min后，冷却至室温，待金刚石烧结体冷却后，将其钎焊固定在金属基体上，即可。结合图2及图3可知，烧结金刚石钻头的金刚石存在着较多的完整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于按重量份数包括如下原料：Fe粉41～47份、Cu粉30～36份、Zn粉7～10份、Co粉5～8份、Ni粉4～8份及Mn粉3～6份。

【技术特征摘要】
1.一种强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于按重量份数包括如下原料：Fe粉41～47份、Cu粉30～36份、Zn粉7～10份、Co粉5～8份、Ni粉4～8份及Mn粉3～6份。2.根据权利要求1所述的强包镶能力的烧结金刚石铣刀胎体，其特征在于：所述Fe粉43～45份、Cu粉32～34份、Zn粉8～9份、Co粉6～7份、Ni粉5～6份及Mn粉4～5份。3.一种铣刀，其特征在于：包括由基体(1)和金刚石烧结体(2)组合而成的工作端，并在金刚石烧结体(2)上设有水口(3)，同时该金刚石烧结体(2)由权利要求1或2所述的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35/40～50/60、浓度为48～56％，工作端的工作层高度为5.7～6.3mm，壁厚为2.3～2.7mm，直径为22～25mm。4.根据权利要求3所述的铣刀，其特征在于：所述工作端的工作层高度为5.9～6.1mm。5.根据权利要求3所述的铣刀，其特征在于：所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，吴国荣，王生，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32