一种金刚石组合颗粒、金刚石刀头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石组合颗粒，包括至少一个大粒度的金刚石颗粒组成的基核组、若干个小粒度的金刚石颗粒经第一结合剂固结形成的包覆层构成的包覆组，使得包覆组覆裹基核组，构成了特有的金刚石组合颗粒。本发明专利技术还同步提供了具有该金刚石组合颗粒的金刚石刀头及其制备方法。采用本发明专利技术的技术方案，含有金刚石组合颗粒的刀具在加工工件时，粒度大的大金刚石参与切削工件，刀具锋利度高，具有优秀的加工效率，而包覆组内较小的金刚石颗粒，在包覆层中起到骨料的作用，使得包覆层形成对基核组的坚强的骨架，使包覆层形成坚固的壳体，对基核组起到固结、限位的作用，有效地阻止、延缓基核组的金刚石脱落，从而延长了使用寿命。从而延长了使用寿命。从而延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石组合颗粒、金刚石刀头及其制备方法


[0001]本专利技术属于金刚石刀具
，具体涉及一种金刚石组合颗粒、具有该金刚石组合颗粒的金刚石刀头及其制备方法。

技术介绍

[0002]金刚石刀具因其具有极高的硬度和耐磨性，非常适用于钻、切、磨、削等减料加工，被广泛应用于石材、陶瓷、混凝土等加工行业。衡量金刚石刀具的优劣性能的主要因素，包括金刚石刀具的加工效率、使用寿命。金刚石刀具的加工效率，主要取决于刀具中金刚石的粒度，金刚石粒度越大，切削下的被加工料越多，刀具越锋利，切削效率越高；金刚石刀具的使用寿命，则主要取决于金刚石颗粒在刀具中的牢固程度，金刚石颗粒越牢固，加工过程中越不会从刀具上脱落，刀具的使用寿命越长。
[0003]天然金刚石因开采量低、价值高，无法满足工业化的金刚石刀具需求，因此，人工合成金刚石是金刚石刀具产品工业化的主要来源。人工合成金刚石利用静态超高压和高温技术，通过石墨等碳质原料和某些金属反应生成金刚石。目前人工合成金刚石所能制造的金刚石粒度十分有限，特别是人工合成的粒度要求越大，生产成本越高，抬升了金刚石刀具的制造成本。
[0004]并且，由于现有的金刚石刀具中的金刚石颗粒，基本都是通过钴、镍等金属作为结合剂，采用烧结等方式，在高温高压下，利用粉末金属熔融结合时，将金刚石颗粒牢牢锁固，以使金刚石颗粒和结合剂固结为一体。金刚石粒度越大，在刀具中的牢固性相对降低，必然影响金刚石刀具的使用寿命。因此，现有技术中的金刚石刀具加工效率和使用寿命两种性能往往不可兼得。
[0005]然而，加工效率及使用寿命双优质的金刚石刀具一直是工业刀具市场的追求。如何提高金刚石刀具的加工效率的同时，又保障其使用寿命，一直是金刚石刀具的研究方向。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种金刚石组合颗粒的技术方案，以及将金刚石组合颗粒应用在金刚石刀具中的技术方案，在提升金刚石刀具的加工效率同时，延长使用寿命，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种金刚石组合颗粒，包括基核组、包覆组、第一结合剂；所述的基核组至少包括一个金刚石颗粒，并位于金刚石组合颗粒的中部；所述的包覆组包括至少一个包覆层；所述的包覆层由若干个金刚石颗粒通过所述的第一结合剂固结形成；所述的包覆层的金刚石颗粒粒径小于所述的基核组的金刚石颗粒粒径；所述的包覆组通过包覆层覆裹于所述的基核组外部，以形成所述的金刚石组合颗粒。
[0008]优选的，所述的包覆组中，同一个包覆层的金刚石颗粒粒径大小均等。
[0009]优选的，所述的包覆组中，越靠近金刚石组合颗粒中心的包覆层的金刚石颗粒粒径越大。
[0010]优选的，所述的第一结合剂为钴、镍、铁、铜、或钴基合金、镍基合金中的一种或多种组成的金属结合剂。
[0011]优选的，所述的基核组还包括第二结合剂，所述的基核组的金刚石颗粒通过所述的第二结合剂与所述的包覆组固结。
[0012]优选的，所述的第二结合剂为钛、镍、或复合钴镍中的一种或多种组成的金属结合剂。
[0013]本专利技术还提供了一种金刚石刀头，所述的金刚石刀头内含有如前任一所述的金刚石组合颗粒。
[0014]优选的，所述的具有金刚石组合颗粒的刀头包括工作层和非工作层，所述的工作层由所述的金刚石组合颗粒及对金刚石组合颗粒进行固结的第三结合剂组成；所述的工作层和非工作层交错叠设。
[0015]本专利技术还同步提供了一种金刚石刀头的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S01：根据金刚石组合颗粒的粒径要求，选定特定粒径区间的金刚石颗粒作为基核组的金刚石颗粒，制备基核组；
[0017]S02：选定粒径小于基核组的金刚石颗粒粒径的金刚石颗粒，作为包覆层的金刚石颗粒；根据预设的包覆层中金刚石颗粒的密度，计算各个包覆层的金刚石颗粒与所述的第一结合剂的比例，将包覆层的金刚石颗粒与第一结合剂粉末按比例搅拌混合，制备包覆层混合料；
[0018]S03：按照预设的金刚石组合颗粒中，各包覆层的金刚石颗粒粒径要求，按顺序将不同的包覆层混合料覆裹在所述的基核组外部，制备金刚石复合颗粒；
[0019]S04：按照金刚石刀头中金刚石组合颗粒的分布要求，将所述的金刚石复合颗粒布设在金刚石刀头的结合剂物料中，冷压后制备金刚石刀头胚体；
[0020]S05：对金刚石刀头胚体热压成型，使金刚石复合颗粒经热压后形成金刚石组合颗粒，并使金刚石组合颗粒与结合剂物料组成金刚石刀头。
[0021]优选的，所述的步骤S02包覆组，还包括对基核组的金刚石颗粒进行镀层，所述的镀层材料为钛、镍、或复合钛镍。
[0022]优选的，所述的步骤S04中，还包括：将所述的金刚石复合颗粒与第三结合剂混合后，通过冷压制备冷压工作层；将不含金刚石颗粒的第三结合剂通过冷压制备冷压非工作层；将所述的冷压工作层与冷压非工作层依次按顺序叠设形成金刚石刀头胚体。
[0023]由上述对本专利技术的描述可知，相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0024](1)本专利技术的技术方案中，金刚石组合颗粒包括至少一个粒度大的金刚石颗粒组成的基核组，在基核组外围裹覆至少一个包覆层组成的包覆组，各个包覆层采用粒度较小的金刚石颗粒与第一结合剂固结，从而形成了中部大金刚石、外围小金刚石联合组成的金刚石组合颗粒；具有该金刚石组合颗粒的刀具在加工工件时，主要由基核组中粒度大的大金刚石参与切削工件，因此，刀具锋利度高，具有优秀的加工效率；包覆层内较小的金刚石颗粒，在包覆层中起到骨料的作用，同一个包覆层内全部金刚石颗粒与第一结合剂固结为一体后，形成包覆层坚固的骨架，使包覆层形成坚固的壳体，对基核组起到固结、限位的作用，有效地阻止、延缓基核组的金刚石脱落，从而延长了使用寿命；另外，包覆层的金刚石一定程度上也能够同基核组的金刚石一并参与工件减料加工，整个金刚石组合颗粒相当于一
颗巨大的金刚石，进一步提升刀具的加工效率，提高锋利度；因此，采用具有上述金刚石组合颗粒的金刚石刀具，能够兼顾刀具锋利度以及使用寿命，从而解决现有技术中存在的问题。
[0025](2)包覆组中，同一个包覆层的金刚石颗粒粒径大小均等，不仅确保包覆层在形成固接的壳体时收缩均匀，而且确保包覆层内金刚石颗粒形成的骨架均匀受力，包覆层形成的壳体更坚固。
[0026](3)越靠近金刚石组合颗粒中心的包覆层的金刚石颗粒粒径越大，则内层包覆层壳体更加坚固，对基核组的锁固能力更强，可以提升金刚石刀具的使用寿命。
[0027](4)基核组的金刚石颗粒通过第二结合剂不仅可与包覆组固结成一体，在基核组不只一个金刚石的情况下，还可通过第二结合剂将基核组内的多个金刚石颗粒固结在一起，保证金刚石组合颗粒的整体强度。
[0028](5)选用钴、镍、铁、铜、或钴基合金、镍基合金中的一种或多种作为第一结合剂，这些优选类别的材料作为金属结合剂，与金刚石胎体结合剂材料相同或近似，第一结合剂与胎体结合剂的兼容性能更好，确保烧结时金刚石组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石组合颗粒，其特征在于，包括基核组、包覆组、第一结合剂；所述的基核组至少包括一个金刚石颗粒，并位于金刚石组合颗粒的中部；所述的包覆组包括至少一个包覆层；所述的包覆层由若干个金刚石颗粒通过所述的第一结合剂固结形成；所述的包覆层的金刚石颗粒粒径小于所述的基核组的金刚石颗粒粒径；所述的包覆组通过包覆层覆裹于所述的基核组外部，以形成所述的金刚石组合颗粒。2.如权利要求1所述的一种金刚石组合颗粒，其特征在于，所述的包覆组中，同一个包覆层的金刚石颗粒粒径大小均等。3.如权利要求1所述的一种金刚石组合颗粒，其特征在于，所述的包覆组中，越靠近金刚石组合颗粒中心的包覆层的金刚石颗粒粒径越大。4.如权利要求1所述的一种金刚石组合颗粒，其特征在于，所述的第一结合剂为钴、镍、铁、铜、或钴基合金、镍基合金中的一种或多种组成的金属结合剂。5.如权利要求1所述的一种金刚石组合颗粒，其特征在于，所述的基核组还包括第二结合剂，所述的基核组的金刚石颗粒通过所述的第二结合剂与所述的包覆组固结。6.如权利要求5所述的一种金刚石组合颗粒，其特征在于，所述的第二结合剂为钛、镍、或复合钴镍中的一种或多种组成的金属结合剂。7.一种具有金刚石组合颗粒的刀头，其特征在于，所述的刀头包括如权利要求1至6任一所述的金刚石组合颗粒。8.如权利要求7所述的一种具有金刚石组合颗粒的刀头，其特征在于，包括工作层和非工作层，所述的工作层由所述的金刚石组合颗粒及对金刚石组合颗粒进行固结的第三结合剂组成；所述的工作层和非工作层交错叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立平，丁鑫宏，
申请(专利权)人：南安市凯林达金刚石工具有限公司，
类型：发明
国别省市：