一种耐磨金刚石刀头的设计

简单制造金刚石圆锯片刀头的新方法目前，金刚石圆锯片刀头的制造在国外普通采用粉末冶金法压制成型工艺。

该工艺有几方面不利因素：1、该工艺制造的刀头所用的金刚石要求有较高的品级;2、粉末冶金法压制刀头对胎体配方的设计和工艺要求较严格，否则金刚石脱落现象将非常普遍，从而造成极大的浪费;3、粉末冶金法生产过程会使金刚石产生热损伤影响金刚石原有的性能，并进一步影响锯片的切削性能。

近年来，研究工作者针对某些硬度较高的难加工石材，采用各种手段对制造刀头进行了大量研究，刀头的切削性能有所改善。

但刀头中金刚石利用率低的问题仍未得到很好的解决，而且制造成本很高。

本文提出了电镀与粉末冶金结合制造金刚石圆锯片刀头的新方法，并针对有关技术问题进行了初步研究和探讨。

制造方法1、采用电镀方法制取金刚石复合片选用1mm厚铜板作为基体，经过除油、清洗后用夹具夹持牢固。

夹具将铜板分割为众多的24mm×12mm 小块，每个小块表面经复合电沉积金刚石后揭下即成一复合片。

将铜板作为阴极，通电沉积Ni或Ni-Co金属后，在平放的铜板上均匀撒上一层金刚石(称之为上砂)，以小电流密度沉积一定时间后下砂，随后加大电流密度进行加厚镀，在金刚石大部分或全部被沉积金属埋入时，取出夹具，用水清洗干净，从铜板基体上揭下沉积好的复合片，烘干后备用。

2、粉末冶金法粘结金刚石复合片选用几种金属粉末，低熔点铜粉为主，廉价金属粉为辅。

加工石材材质不同，要选择不同的金属粉及配比。

3、装模方式的选择模具尺寸为24mm×12mm×9mm。

使用金刚石复合片取代原来的磨料层，每片复合片尺寸为24mm×12mm，其厚度主要取决于电镀工艺过程中的加厚沉积时间及电流密度，与复合片中使用的金刚石磨粒的直径值相近。

组装层数可根据加工石材材质进行调整。

加工石材晶粒越大，层数越小。

4、烧结工艺的选择由于主要采用低熔点金属粉作为粘结剂，因此可采用较低的烧结温度，相比于普通的粉末冶金烧结法，能够降低金刚石的热损伤程度。

金刚石材料刀具简介可以制成切削刀具的金刚石材料有天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、化学气相沉积法(CVD)金刚石厚膜、人造聚晶金刚石复合片等。

1、天然单晶金刚石天然单晶金刚石是一种各向异性的单晶体。

硬度达HV9000-10000，是自然界中最硬的物质。

这种材料耐磨性极好，制成刀具在切削中可长时间保持尺寸的稳定，故而有很长的刀具寿命。

天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋利。

可用于制作眼科和神经外科手术刀；可用于加工隐形眼镜的曲面；可用于切割光导玻璃纤维；用于加工黄金、白金首饰的花纹；最重要的用途在于高速超精加工有色金属及其合金。

如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。

用天然金刚石制作的超精加工刀具其刀尖圆弧部分在400倍显微镜下观察无缺陷，用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。

表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。

天然金刚石材料韧性很差，抗弯强度很低，仅为(0.2-0.5)Gpa。

热稳定性差，温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。

温度再高就会碳化。

另外，它与铁的亲和力很强，一般不适于加工钢铁。

2、人造单晶金刚石人造单晶金刚石作为刀具材料，市场上能买到的目前有戴比尔斯(DE-BEERS)生产的工业级单晶金刚石材料。

这种材料硬度略逊于天然金刚石。

其它性能都与天然金刚石不相上下。

由于经过人工制造，其解理方向和尺寸变得可控和统一。

随着高温高压技术的发展，人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。

由于这种材料有相对较好的一致性和较低的价格，所以受到广泛的注意。

作为替代天然金刚石的新材料，人造单晶金刚石的应用将会有大的发展。

3、人造聚晶金刚石人造聚晶金刚石(PCD)是在高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成的多晶体材料。

一般情况下制成以硬质合金为基体的整体圆形片，称为聚晶金刚石复合片。

根据金刚石基体的厚度不同，复合片有1.6mm、3.2mm、4.8mm等不同规格。

而聚晶金刚石的厚度一般在0.5mm左右。

金刚石刀具生产工艺
金刚石刀具生产工艺是指将金刚石作为刀具材料进行加工和制造的工艺流程。

金刚石是目前已知最硬的物质，具有非常优异的耐磨性，因此被广泛应用于刀具制造领域。

下面将介绍金刚石刀具生产的一般工艺流程，包括原材料准备、金刚石刀具粗加工、精加工、热处理和涂层等步骤。

首先，金刚石刀具的生产需要准备好金刚石颗粒和刀具基体材料。

金刚石颗粒可通过化学合成或天然矿石提取得到，而刀具基体材料则根据需要选择合适的金属材料，如高速钢、硬质合金等。

接下来是金刚石刀具的粗加工。

将金刚石颗粒与刀具基体进行混合后，通过高温高压的方式使金刚石颗粒牢固地固结在刀具基体上。

这一步骤通常使用烧结或镶嵌的方法进行。

然后是金刚石刀具的精加工。

通过磨削、切割、抛光等方法对已固结金刚石的刀具基体进行修整和加工，以达到所需的外形和尺寸精度。

这一步骤需要使用高精度的机床和磨具进行操作。

完成精加工后，金刚石刀具需要经过热处理来提高其硬度和耐磨性。

热处理可以通过淬火、回火等方法进行，以改善金刚石与刀具基体之间的结合强度，并使其具有更好的耐磨性能。

最后是涂层工艺。

涂层是在金刚石刀具的表面形成一层保护膜，用于提高其耐高温、耐磨和耐腐蚀等性能。

常用的涂层材料有金属氮化物、碳化物等。

涂层工艺通常采用物理气相沉积或化
学气相沉积等方法进行。

综上所述，金刚石刀具的生产工艺包括原材料准备、金刚石刀具粗加工、精加工、热处理和涂层等步骤。

通过这些工艺流程，可以制造出耐磨耐用的金刚石刀具，用于各种切削加工和磨削工艺中。

金刚石钻头的原理和结构金刚石钻头是一种广泛用于岩石钻探、矿物开采以及石油、天然气勘探等领域的工具。

它具有较高的硬度、很强的抗磨性能和较强的耐腐蚀能力，能够在高温、高压和复杂环境下工作。

金刚石钻头是以人工合成的金刚石作为切削工具的一种机械钻头。

金刚石钻头的主要原理是利用钻具在岩石中切削和击碎岩石产生孔眼。

金刚石钻头的结构由刀具和钻具两个主要部分组成。

首先，我们来看一看金刚石钻头的刀具部分。

金刚石钻头的刀具部分通常由金刚石刀具和钢制材料组成。

金刚石刀具通常由人工合成的金刚石微粉和金属粉末混合而成，经过高温高压处理形成固态金刚石。

金刚石是一种非常硬的材料，其硬度仅次于金属元素钨，能够有效地切削硬岩。

在钻具部分，金刚石钻头通常采用钢制的钻杆和连接器。

钻杆通常由镍铬合金钢制成，能够承受极高的压力和扭矩。

而连接器则用于连接钻杆和刀具部分，确保刀具可以旋转。

金刚石钻头的结构非常复杂，通常由多个组件组成。

其中，较为重要的组件包括钻杆、导向装置、喷嘴和刀具。

钻杆是连接刀具和钻机的零件，用于传递旋转力和推进力。

导向装置主要用来控制钻头在钻削过程中的方向。

喷嘴常常与金刚石刀具相连接，用来喷射冷却液，降低切削区域的温度。

刀具是金刚石钻头最重要的部分，通常由多个金刚石片组成。

这些金刚石片贴合在刀具上，形成切削边缘，用于切削和击碎岩石。

金刚石钻头的工作原理可以分为两个主要过程：切削和击碎。

在切削过程中，金刚石钻头通过刀具上的金刚石片切削岩石。

金刚石的硬度能够有效地切削硬岩。

在切削过程中，金刚石钻头需要施加足够的推进力和旋转力，使刀具旋转并向前推进。

同时，喷嘴喷射的冷却液可以冷却刀具和减少切削过程中的摩擦和热量。

而在击碎过程中，金刚石钻头利用撞击力将岩石击碎。

当金刚石钻头切削岩石时，金刚石片的表面可能会形成尖锐的碎屑。

当这些碎屑与钻孔壁摩擦时，会产生巨大的撞击力，将岩石击碎。

总而言之，金刚石钻头通过切削和击碎的方式向岩石中钻孔。

金刚石刀头检测报告背景金刚石刀头是一种常用于切削工具的高硬度材料，具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。

然而，金刚石刀头的质量和性能对于切削工具的效率和寿命至关重要。

因此，对金刚石刀头进行检测以确保其质量和性能是非常重要的。

分析金刚石刀头的检测主要包括以下几个方面：1. 外观检测外观检测是对金刚石刀头表面进行观察和检查，以确定是否存在明显的缺陷或损伤。

常见的外观缺陷包括裂纹、划痕、磨损和刀口变形等。

通过目视检查和显微镜观察，可以对金刚石刀头的外观进行全面评估。

2. 硬度测试金刚石刀头的硬度是其重要的性能指标之一。

硬度测试可以通过洛氏硬度试验或维氏硬度试验来进行。

这些试验可以确定金刚石刀头的硬度值，以评估其抗磨损性能和耐用性。

3. 维度测量金刚石刀头的尺寸和几何形状对于其性能和适应性至关重要。

维度测量可以使用各种测量工具，如卡尺、显微镜和光学投影仪等。

通过测量金刚石刀头的尺寸和几何形状，可以确保其符合设计要求，并评估其适用性和可用性。

4. 超声波检测超声波检测可以用于检测金刚石刀头内部的隐性缺陷，如裂纹和气泡等。

通过将超声波传递到金刚石刀头中并测量反射的超声波信号，可以确定金刚石刀头的内部结构和存在的缺陷。

结果根据对金刚石刀头的检测和分析，得出以下结果：1.外观检测结果显示，金刚石刀头表面无明显的裂纹、划痕或刀口变形，整体外观良好，无明显的质量问题。

2.硬度测试结果表明，金刚石刀头的硬度值在正常范围内，符合设计要求，具有良好的抗磨损性能和耐用性。

3.维度测量结果显示，金刚石刀头的尺寸和几何形状与设计要求一致，符合规定的公差范围，具备良好的适应性和可用性。

4.超声波检测结果表明，金刚石刀头内部无明显的裂纹和气泡等隐性缺陷，结构完整，质量良好。

建议基于对金刚石刀头的检测和分析结果，提出以下建议：1.继续进行定期的外观检测，以及在使用过程中的及时检查，以确保金刚石刀头的表面质量和完整性。

2.定期进行硬度测试，以评估金刚石刀头的耐磨性能和耐用性，并根据测试结果进行必要的维护和更换。

金刚石刀头生产工艺金刚石刀头是一种工具刀片，采用人工合成的金刚石粉末作为刀片的切削边缘。

金刚石刀头具有硬度高、耐磨性好、热稳定性强等优点，被广泛应用于切割、磨削等工业领域。

下面将介绍金刚石刀头的生产工艺。

金刚石刀头的生产工艺包括以下几个步骤：第一步：金刚石合成金刚石是由碳元素在高温高压条件下合成的。

在工业生产中，使用的是高温高压合成方法。

首先将碳元素和金属触媒（一般是钴、铁、钨等）混合，并加入金刚石晶核。

然后，在高温高压容器中施加高温高压，使碳元素结晶并生成金刚石。

第二步：金刚石加工将合成的金刚石进行切割、修整，制成适合生产刀片的形状和尺寸。

这一步需要使用金刚石切削工具和砂轮进行加工。

第三步：刀片制备将金刚石加工成的小块金刚石与金属基体进行结合。

一般的做法是将金刚石和金属粉末混合，并添加适量的金属焊接剂。

然后将混合物放入模具中，通过热压或粉末冶金方法进行压制和烧结，使金刚石与金属粉末结合成一体。

第四步：刀片修整将烧结成型的金刚石刀头进行修整。

主要包括刀头的平整度修整、刀刃的锋利度修整等。

修整过程需要使用刃砂轮、精密磨床等设备进行。

第五步：刀片涂覆为了提高金刚石刀片的工作效率和寿命，一般会对刀片进行涂覆。

涂覆的材料通常是一层个别晶体金刚石膜。

涂覆过程通常采用化学气相沉积法或物理气相沉积法进行。

第六步：刀片检验制成的金刚石刀头需要进行严格的检验，以确保质量符合要求。

常见的检验项目包括刀片的硬度、抗磨性、耐热性等。

第七步：刀片包装经过检验合格的金刚石刀片将进行包装，以便运输和销售。

一般是将刀片放入专用的塑料盒或纸盒中，并附带说明书和标签。

金刚石刀头生产工艺复杂，需要经过多道工序才能完成。

每个步骤都需要严格的操作和控制，以确保金刚石刀头的质量和性能达到要求。

随着科技的发展，金刚石刀头的生产工艺也在不断改进和创新，以提高产能和质量。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710977276.9(22)申请日 2017.10.19(71)申请人 成都壹佰科技有限公司地址 610000 四川省成都市大邑县沙渠镇恒生路(四川大邑经济开发区东区)(72)发明人 唐万清　(74)专利代理机构 成都弘毅天承知识产权代理有限公司 51230代理人 李小金　王正楠(51)Int.Cl.C22C 26/00(2006.01)B22F 1/00(2006.01)(54)发明名称一种金刚石刀头材料的配方及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种金刚石刀头材料的配方及其制备方法，涉及刀头材料技术领域。

一种金刚石刀头材料的配方，主要由原料制成，按重量份数计，原料包括70～88份的第一金刚石，10～25份的第二金刚石，第一金刚石的粒径为10～18μm，第二金刚石的粒径为0.8～2.5μm。

一种金刚石刀头材料的配方的制备方法，其包括：将原料混合。

本发明提供的金刚石刀头材料的配方其配比科学合理，原料选用不同粒径的金刚石能够发挥最大的协同作用，同时制备出来的刀头的使用寿命长。

其制备方法简单，可操作性强，利于规模化生产。

权利要求书1页 说明书4页CN 107858576 A 2018.03.30C N 107858576A1.一种金刚石刀头材料的配方，其特征在于，主要由原料制成，按重量份数计，所述原料包括70～88份的第一金刚石，10～25份的第二金刚石，所述第一金刚石的粒径为10～18μm，所述第二金刚石的粒径为0.8～2.5μm。

2.根据权利要求1所述的金刚石刀头材料的配方，其特征在于，所述原料包括75～85份的所述第一金刚石，12～22份的所述第二金刚石，所述第一金刚石的粒径为12～16μm，所述第二金刚石的粒径为1～2.2μm。

3.根据权利要求1或2所述的金刚石刀头材料的配方，其特征在于，所述原料包括80份的所述第一金刚石，15份的所述第二金刚石，所述第一金刚石的粒径为15μm，所述第二金刚石的粒径为2μm。

配方设计
金刚石刀头的性能, 主要取决于配方设计的结构参数配方的结构参数包括金刚石的品级、粒度、浓度和胎体材料组元的配比胎体组元的配比决定了胎体的强度、硬度、密度和耐磨性、韧性在配方设计的时候, 要依据加工对象的性质如岩石的硬度、强度、颗粒粗细、研磨性强弱, 加工方法的技术参数〔如切割速率走刀量、进刀量,线速度〕和加工质量要求如切割效率、使用寿命进行综合考虑, 合理地进行设计。

以加工对象的性质考虑配方设计：岩石硬度、强度大、颗粒细、研磨性强, 要用品级高、粒度细的金刚石和配制硬度、强度较高的胎体岩石较软, 颗粒粗、研磨性弱,可用品级较低、粒度较粗的金刚石和硬度、强度较低的胎体。

以加工方法的技术参数考虑配方：当线速度高、切割速率快, 金刚石和胎体以冲击磨损为主时, 要用品级高、强度高、粒度细的金刚石和强度高、韧性好的胎体当线速度低、切割速率较慢, 金刚石和胎体以磨削磨损为主时, 可用强度较低、粒度较粗的金刚石和用耐磨性较好的胎体。

一般设备的转速是固定的, 锯片的线速度不变, 切割速率的快慢由操作者控制掌握, 当金刚石刀头所用的金刚石品级高、粒度细和胎体的强度、硬度较高时, 可允许切割速率加快。

切割速率等于走刀量与进刀量的乘积, 在切割速率相同的情况下, 走刀量大, 进刀量小, 有利于金刚石刀头。

以加工质量要求考虑配方：要切割效率高, 采用品级高、粗粒度的金
刚石有利要使用寿命长, 配制较细粒的金刚石和较高的金刚石浓度以及耐磨性好、强度、韧性较高的胎体。

金刚石刀具标准金刚石刀具的标准主要包括对其物理性能、制造工艺、几何参数、使用性能等方面的详细规定。

以下是一些关于金刚石刀具标准的信息：1.物理性能标准：硬度：金刚石刀具的硬度极高，约为HV10000（维氏硬度）。

导热性：PCD（聚晶金刚石）刀具的导热系数非常高，约700W/mK，有利于散热和延长刀具使用寿命。

热膨胀系数：PCD的热膨胀系数远低于硬质合金，使得在高温加工条件下仍能保持良好的尺寸稳定性，有助于提高加工精度。

2.制造工艺标准：金刚石颗粒大小：根据用途和精度要求，金刚石刀具的金刚石颗粒度可分为粗粒度、中粒度和细粒度三个级别，分别对应不同的加工应用和切削性能。

结合剂成分与含量：金刚石刀具性能受到金刚石晶粒与结合剂（如钴）含量的影响，标准会规定合适的配方比例以保证刀具的强度和耐磨性。

3.几何参数标准：刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等几何参数都有严格的公差范围，以满足不同材料和加工方式的需求。

4.使用性能标准：刀具寿命：金刚石刀具因其优异的耐磨性和耐热性，其寿命普遍远高于硬质合金刀具，具体标准可能涉及到连续切削长度或切削次数等指标。

加工精度：根据国家或行业标准，金刚石刀具在使用过程中应能达到规定的加工精度和表面粗糙度要求。

5.国内标准：国内对于金刚石刀具的质量和生产有专门的国家标准，例如提到的“燕矶标准”是中国国家金刚石刀具生产标准的一部分，由国家和地方技术监督部门联合制定，以确保产品质量和一致性。

要了解具体的金刚石刀具标准，可以查阅相关国家标准，如GB/T系列标准，以及行业标准等官方发布的详细文档。

此外，国际上也有一些ISO标准对金刚石刀具的生产和检测进行了规定。

金刚石锯片刀头胎体材料的研究发布时间：2008-3-9点击率：846[前言]金刚石圆锯片的优异使用性能已为整个石材加工业所认同。

在锯片制造中，围绕“性能-成本”两个方面，各工具制造商做了大量的工作，把制造技术推上一个又一个新台阶。

在刀头制造技术中，刀头胎体材料的选择和热压工艺是其中较为关键的环节。

Co基、青铜基合金系被广泛选择作为胎体材料，但在制造成本和使用性能上不能做到很好的兼顾。

本文通过引用固溶强化原理，并通过分析提出了Fe-Ni-Cu-W系合金作为刀头胎体材料，经过实验和应用，取得较为理想的制造成本与性能兼顾的效果。

[实验原理]金刚石锯片刀头的制造过程可描述为在一定压力下的金属粉末的烧结过程，是一种粉末冶金过程：均匀混合的金属粉末在高温（800-1000℃）和一定压力下（180-250Kgf/cm2），通过粉末颗粒间的扩散、熔焊、化合、再结晶等一系列物理化学作用，形成具有一定形状和机械性能的烧结体，即为刀头。

对锯片刀头胎体材料的基本要求为：1、烧结体应具有优良的冲击性能和适当的硬度，以保证对所包裹的金刚石形成良好的机械啮合和对岩石适度的抗磨损能力；2、能够在较低的烧结温度（一般不超过950℃）下和较短的保温时间（一般不超过5分钟）内完成满足上述性能要求的粉末冶金过程，以减缓金刚石单晶的劣化趋势；3、胎体合金中的合金组元可以良好的浸润金刚石单晶，并通过加入的微量元素使合金组元与金刚石间产生化学键合作用，进一步提高对金刚石的把持能力。

研究表明，粉末冶金方式可以使胎体材料获得与一般合金相似的组织，实现合金化。

在合金组织中有若干种相，其中在电化学性质与原子半径相似的组元间，合金倾向于优先生成固溶体相。

由于固溶体相在生成过程中晶格发生畸变，使晶格位错移动时所受到的阻力增大，从而使材料的强度、硬度提高，即产生固溶强化作用，因此，固溶体相成为对综合机械性能要求较高材料的最基本组成相。

可以说，胎体合金能形成固溶体相是实现胎体材料高性能的关键之一。

专利名称：二槽三刃金刚石排锯刀头专利类型：实用新型专利
发明人：彭明保
申请号：CN200620200354.1
申请日：20060413
公开号：CN2908111Y
公开日：
20070606
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及切削或磨削石料的刀具，特别指二槽三刃金刚石排锯刀头。

本实用新型由含金刚石合金材料的主工作层和不含金刚石合金材料的辅工作层相间排列构成刀体，其特点是刀体的两侧和中间为含金刚石合金材料的主工作层，中间主工作层与两侧主工作层之间为不含金刚石合金材料的辅工作层，使刀体形成二个辅工作层和三个主工作层的构造。

本实用新型由三层含金刚石的主工作层和二层不含金刚石的辅工作层组成，主工作层含金刚石，具有切削能力和较好的耐磨性；辅工作层不含金刚石，不具切削能力，刀头经过一定磨损后，辅工作层受石料研磨和切屑的冲刷被较快磨损，形成凹槽，而主工作层不易磨损，形成"三峰"刀头，锯切力集中，具有很好的切削能力。

申请人：彭明保
地址：510000 广东省广州市禺钟村镇汉溪第二工业区13栋
国籍：CN
代理机构：岳阳市科明专利事务所
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