专利名称：切削节块及其制造方法和包括该切削节块的切削工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对脆性工件进行切削或钻削的切削工具的切 削节块(cutting segment)，这些工件例如是石料、砖、混凝土和沥青， 还涉及一种制造该节块的方法以及一种包括该节块的切削工具。本发 明尤其涉及一种切削工具的切削节块，其利用板形金属基质替代粉状 金属基质，还涉及一种制造该节块的方法以及一种包括该节块的切削 工具。
背景技术：
为了对例如石料、砖、混凝土和沥青的脆性工件进行切削或钻削， 有必要提供一种硬度比工件硬度更高的研磨材料。关于研磨材料，本领域所公知的是人造金刚石颗粒、天然金刚石 颗粒、氮化硼以及硬质合金，尤其，在这些材料中人造金刚石颗粒在 切削工具的领域中己经得到最广泛地应用。人造金刚石(以下将其称为"金刚石")是在20世纪50年代发 明出来的，其已知具有比世上任何其他材料更高的硬度。由于这个特 性，金刚石被广泛地用作为切削工具、磨削工具等。特别地，金刚石已广泛应用于对例如大理石、花岗岩等的各种石 料进行切削或钻削的石料加工领域，且还应用于对混凝土结构进行切 削或钻削的建筑领域。现在将对包括作为研磨材料的金刚石颗粒的切削节块(以下将其 称为"节块")以及包括该切削节块的切削工具进行说明。 典型地，节块型金刚石工具包括多个节块和保持该节块的钢芯， 每个节块均具有分布在其上的金刚石颗粒。图1表示出节块型金刚石工具的实例。参看图1，节块型金刚石工具包括固定在盘形钢芯2上的多个节 块11和12，且金刚石颗粒5随机分布在每个节块11和12中。根据粉末冶金学制造这些节块，其中将金刚石颗粒与作为基质的 金属粉末混合，其后进行压实和烧结。如前所述，当将金刚石颗粒与金属粉末混合时，金刚石颗粒在金 属粉末中并不是均匀分布的，从而导致金刚石颗粒的切削效率降低并 缩短其寿命。也就是，当将金刚石颗粒与作为基质的金属粉末进行混合时，颗 粒间的尺寸和比重的差异致使金刚石颗粒相隔离，由此在金属粉末之 中产生金刚石颗粒的不均匀分布。结果，如图1中所示，可能在每个节块中形成在其上分布有过多量的金刚石颗粒的切削表面3，以及在其 上分布过少量的金刚石颗粒的切削表面4。当金刚石颗粒如前述地隔离时，不仅使切削工具的切削效率恶化， 同时还縮短了切削工具的寿命。作为解决由于金刚石颗粒分离而造成的上述问题的技术，提出以预定模式分布金刚石颗粒的成形技术，其示例示于图2中。图2表示出另一个节块型金刚石工具20的示例，其中以预定模式 分布金刚石颗粒。
参看图2，每个节块21和22具有以预定模式在其上分布的金刚石颗粒5。即金刚石颗粒5均匀分布在每个节块21和22中。根据成形技术，代替金属粉末和金刚石颗粒的混合，通过重复在 金属粉末基质上以预定模式布置金刚石颗粒的过程和将金属粉末基质 定位在金刚石颗粒上的过程，将金属粉末和金刚石颗粒成层地布置， 然后将其压实为预定压块，然后进行烧结，从而提供该节块。虽然用于金刚石颗粒的成形技术可以解决由于金刚石颗粒隔离所 造成的问题，但是其并不能解决由于使用金属粉末基质而带来的内在 问题。就是说，当制造节块时，如果将金属粉末用作为基质，则金属粉 末在压实金属基质的过程期间将承受更高的压力。在压实金属基质的 过程期间，由于金刚石颗粒对压实模造成严重磨损，故基质厚度变化 或基质破损频繁发生，由此降低生产率。此外，在严重的情况中，基 质的尺寸会发生变化，从而该节块将分别具有不同尺寸，因而引起性 能变化并使金刚石工具恶化。另外，即使能使用相同部件利用不同方法来制造用于基质的金属 粉末，但与具有例如板、线圈、杆等具有不同形状的金属体相比，金属粉末的制造成本是非常高的。另外，当通过粉末冶金制造该节块时，必须顺序执行用于混合金 刚石颗粒和金属粉末的过程，用于将金刚石颗粒与金属粉末混合物压 实为预定压块的过程，以及对压块进行烧结的过程，从而使制造过程 变得复杂。
发明内容
技术问题本发明致力于解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种切削 节块，该切削节块利用金属板替代金属粉末来作为基质，由此实现优 良的切削性能，简化制造过程，并显著降低制造成本。本发明的另一目的是提供一种制造前述节块的方法。本发明的再一目的是提供一种包括有前述节块的切削工具。'技术方案根据本发明的一个方面，通过提供这样一种切削节块可实现上述 和其他目的，该切削节块包括多个层，每层均包括金刚石颗粒层和 具有不同延展性的两种板形金属基质层，其中两种板形金属基质层垂直于切削表面且同时平行于切削方向布置，并且垂直于切削方向交替 堆叠，并且其中每个金刚石颗粒层均具有金刚石颗粒，所述金刚石颗 粒由金属基质层中的具有较高延展性的金属基质层围绕，并且在切削 表面上设置成金刚石颗粒排。根据本发明的另一方面，提供一种切削节块，该切削节块包括多个层，每层均包括金刚石颗粒层和两种板形金属基质层，所述两种板形金属基质层包括至少一个具有较高延展性的软金属基质层和至少 一个具有较低延展性的硬金属基质层，其中两种板形金属基质层垂直于切削表面且同时平行于切削方向布置，并且垂直于所述切削方向交 替堆叠，并且其中每个金刚石颗粒层均具有金刚石颗粒，每个金刚石 颗粒的一部分位于软金属基质层中，每个金刚石颗粒的其它部分位于 硬金属基质层中，金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排。一个金刚石颗粒层的每个金刚石颗粒的一部分位于每个金属基质 层中。 两个金刚石颗粒层中的每个金刚石颗粒的一部分位于每个金属基 质层中。根据本发明的又一方面，提供一种用于制造切削节块的方法，其 包括以下步骤制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括 具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基 质；在板形软金属基质中的第一软金属基质上布置金刚石颗粒，使得 所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排；在金刚石颗粒上 堆叠第二软金属基质；将板形硬金属基质中的第一硬金属基质堆叠在 第二软金属基质上；将第三软金属基质堆叠在第一硬金属基质上，随 后在第三软金属基质上布置另外的金刚石颗粒，使得所述另外的金刚 石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排，将第四软金属基质堆叠在 金刚石颗粒上，并且将第二硬金属基质堆叠在第四软金属基质上；重 复上面步骤，以制备具有希望的厚度的堆层；并对该堆层进行加热和 压縮，使得组成该堆层的部件相结合。根据本发明的又一方面，提供一种用于制造切削节块的方法，其 包括以下步骤制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括 具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基 质；在所述板形硬金属基质中的第一硬金属基质上布置金刚石颗粒， 使得所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排；将板形软金 属基质中的第一软金属基质堆叠在金刚石颗粒上；将第二硬金属基质 堆叠在第一软金属基质上，随后在第二硬金属基质上布置另外的金刚 石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒 排，并将第二软金属基质堆叠在金刚石颗粒上；重复上面步骤，以制 备具有希望的厚度的堆层；并对该堆层进行加热和压縮，使得组成该 堆层的部件相结合。根据本发明的再一方面，提供一种用于制造切削节块的方法，其 包括以下步骤制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括
具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基 质；在板形硬金属基质中的第一硬金属基质上布置金刚石颗粒，使得 所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排；将板形软金属基 质中的第一软金属基质堆叠在金刚石颗粒上；在第一软金属基质上布 置另外的金刚石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒在切削表面上设置 成金刚石颗粒排，随后将第二硬金属基质堆叠在金刚石颗粒上，在第 二硬金属基质上布置另外的金刚石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒 在切削表面上设置成金刚石颗粒排，并且将第二软金属基质堆叠在另 外的金刚石颗粒上；重复上面步骤，以制备具有希望的厚度的堆层； 并对所述堆层进行加热和压縮，使得组成所述堆层的部件相结合。
从以下结合附图的详细说明中将更清楚地理解对本发明的上述和其他目的，特征和其他优点图1是描述金刚石工具实例的图，其中金刚石颗粒不均匀地分布在节块的切削表面上；图2是描述金刚石工具实例的图，其中金刚石颗粒均匀地分布在节块的切削表面上；图3是描述根据本发明一个实施例的切削节块的图； 图4是描述根据本发明另 一 实施例的切削节块的图； 图5是描述根据本发明又一实施例的切削节块的图； 图6是描述根据本发明又一实施例的切削节块的图； 图7是描述根据本发明再一实施例的切削节块的图； 图8是描述当根据本发明一个实施例制造该节块时部件布置的示意图；图9是描述当根据本发明另一个实施例制造该节块时部件布置的 示意图；图10是描述当根据本发明再一个实施例制造该节块时部件布置 的示意具体实施方式
现在将结合附图对本发明范围内的各种实施例进行详细说明。本发明可适用于用于对脆性工件进行切削或钻削的切削工具的切 削节块，这些工件例如是石料、砖、混凝土和沥青，并且适用于包括 该节块的切削工具。用于切削工具的节块包括在切削工件时直接执行切削操作的金刚 石颗粒和保持金刚石颗粒的金属基质。传统地，当制造节块时使用粉末金属基质。当利用粉末金属基质来制造节块时，具有以下问题金刚石颗粒 被分离，从而不仅降低切削工具的切削效率，而且缩短其寿命。此外，当利用粉末金属基质来制造节块时，必须顺序执行混合金 刚石颗粒和金属粉末的过程，将金刚石颗粒和粉末的混合物压实为预 定压块的过程，以及烧结该压块的过程。由此，当利用粉末金属基质来制造节块时，制造过程变得复杂， 由此增加了制造成本。作为解决由于金刚石颗粒分离所造成的上述问题的技术，提出成 形技术，其以预定模式分布金刚石颗粒。根据成形技术，代替金属粉末和金刚石颗粒的混合，通过重复如 下过程使金属粉末基质和金刚石颗粒成层地布置，该过程为在粉末金 属基质上以预定模式布置金刚石颗粒，然后在金刚石颗粒上放置另一 粉末金属基质，在使金属粉末基质和金刚石颗粒成层地布置之后，将 这些层压实为预定压块并进行烧结，从而生产该节块。虽然金刚石颗粒成形技术可解决由于金刚石颗粒分离所造成的问 题，但是，其并不能解决由于使用粉末金属基质所造成的复杂制造过 程以及制造成本增加的问题。本发明的原理是，在制造过程开始时使用板形金属基质来代替粉 末金属基质。如果从所述过程开始时就使用板形金属基质来制造节块，则不仅 如人所愿地在没有分离的情况下分布金刚石颗粒，而且也可简化制造 过程，由此使制造成本最低。另外，本发明的原理还在于，将具有不同延展性的两种金属基质作为板形金属基质，该两种金属基质即为具有较高延展性的软金属基 质以及具有较低延展性的硬金属基质。本发明的节块包括金刚石颗粒层、以及具有不同延展性的两种板 形金属基质层，即具有较高延展性的软金属基质层以及具有较低延展 性的硬金属基质层。这里，术语"软"或"硬"指的不是绝对的软硬值，而是这些金 属基质层之间的相对值。板形金属基质层布置成垂直于切削表面且同时平行于切削方向， 并可垂直于切削方向交替堆叠。每个金刚石颗粒层均具有由金属基质层中具有较高延展性的软金 属基质层所围绕的金刚石颗粒。在根据另一实施例的节块中，每个金刚石颗粒层均具有金刚石颗
粒，每个金刚石颗粒的一部分位于金属基质层中具有较高延展性的软 金属基质层内，每个金刚石颗粒的另一部分位于金属基质层中具有较 低延展性的硬金属基质层内。此时，希望金刚石颗粒尺寸的一半或更 多位于软金属基质层内。这个实施例中节块构造为使得软金属基质层的厚度大于硬金属基 质层的厚度，从而允许一个金刚石颗粒层中的每个金刚石颗粒中的一 部分位于每个金属基质层内。另外，这个实施例中节块构造为使得软金属基质层的厚度小于硬 金属基质层的厚度，从而允许一个金刚石颗粒层中的每个金刚石颗粒 中的一部分位于每个金属基质层内，且同时允许每个金刚石颗粒的该 部分均被软金属基质层所围绕。在根据本发明另一实施例的节块中，两个金刚石颗粒层的每个金 刚石颗粒的一部分均位于每个金属基质层内。根据本发明，板形金属基质层由具有不同延展性的两种板形金属 基质层组成，即具有较高延展性的软金属基质层和具有较低延展性的 硬金属基质层。金属基质层可由含铁的或不含铁的材料构成，可选地，该材料选 自钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金以及黄铜构成的组。在另一实施例中，硬金属基质层是由钢构成，且软金属基质层是 由选自低熔点镍合金、铜合金、银合金以及黄铜构成的组的材料构成。板形金属基质层可由轧制材料或烧结材料构成，并优选为由轧制 材料构成。所有的板形金属基质层均可由轧制材料构成。可选地， 一些板形 金属基质层颗由烧结材料构成。在又一实施例中，板形金属基质层由热轧钢板或冷轧钢板构成。现在将参考附图对本发明进行详细说明。图3是描述根据本发明的切削节块的实例的图。' 参看图3，本发明的切削节块IOO包括金刚石颗粒层101、以及具有不同延展性的两种板形金属基质层，即具有较高延展性的软金属基质层102和具有较低延展性的硬金属基质层103。板形金属基质层102和103垂直于切削表面且平行于切削方向布 置，且垂直于切削方向交替堆叠。每个金刚石颗粒层101具有金刚石颗粒1011，金刚石颗粒1011 由在金属基质层中具有较高延展性的软金属基质层102所围绕。每个金刚石颗粒层101构造为使得金刚石颗粒1011在切削表面上 设置成金刚石颗粒排。图4是描述根据本发明另一实施例的节块200的图，其中金刚石 颗粒层201布置在图3所示节块的两个侧面上。即使具有较高延展性的金属基质层的厚度小于金刚石颗粒层的厚 度，金属基质层也可围绕金刚石颗粒。因此，对于具有较高延展性的金属基质层的厚度没有限制。然而， 具有较高延展性的金属基质层优选为薄于金刚石颗粒层。
同时，在根据本发明另一实施例的节块中，每个金刚石颗粒层均 具有金刚石颗粒，每个金刚石颗粒的一部分位于具有较高延展性的软 金属基质层内，并且每个金刚石颗粒的其他部分位于在金属基质层中 具有较低延展性的硬金属基质层内。图5到7分别表示出根据本发明其他实施例的节块。如图5中所示，根据本发明另一实施例的切削节块300包括金刚 石颗粒层301、以及具有不同延展性的两种板形金属基质层，即具有较 高延展性的软金属基质层302和具有较低延展性的硬金属基质层303。板形金属基质层302和303垂直于切削表面且平行于切削方向布 置，且垂直于切削方向交替堆叠。每个金刚石颗粒层301具有金刚石颗粒3011，其中每个金刚石颗 粒的一部分位于软金属基质层302内，并且每个金刚石颗粒的其他部 分位于硬金属基质层303内。一个金刚石颗粒层301中的每个金刚石颗粒3011的一部分位于每 个金属基质层302或303内。软金属基质层302的厚度大于硬金属基质层303的厚度。优选地，每个金刚石颗粒层内的金刚石颗粒尺寸的一半或更多位 于软金属基质层内。每个金刚石颗粒层301构造为使得金刚石颗粒3011在切削表面上 设置成金刚石颗粒排。
图6表示出根据本发明又一实施例的切削节块。如图6中所示，切削节块400与图5中的切削节块300的不同之 处在于，软金属基质层402的厚度小于硬金属基质层403的厚度，并 且构成金刚石颗粒层401的每个金刚石颗粒4011的一部分被软金属基 质层所围绕。图7表示出根据本发明再一实施例的切削节块。如图7中所示，切削节块500与图5中的切削节块300的不同之 处在于，两个金刚石颗粒层501的每个金刚石颗粒5011的一部分位于 每个金属基质层502和503内。优选地，具有较高延展性的软金属基质层的厚度大于硬金属基质 层的厚度，且大于金刚石颗粒平均直径。如图4中所示，金刚石颗粒层301， 401和501可分别位于节块 300， 400, 500的两个侧面。根据本发明，提供一种具有前述节块的切削工具。将参考图8到IO对用于制造根据本发明的节块的方法的一个实例 进行详细说明。板形金属基质的制备为了制造根据本发明的节块，制备由具有不同延展性的含铁的或 不含铁的材料所构成的两种板形金属基质。即，必须制备具有较高延展性的软金属基质和具有较高延展性的 硬金属基质。 每个金属基质均可由含铁的或不含铁的材料构成，并且更优选为 选自钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金以及黄铜构成的组 的材料。在另一实施例中，硬金属基质由钢构成，软金属基质层由选自低 熔点镍合金、铜合金、银合金以及黄铜构成的组的材料构成。板形金属基质制备为具有符合所制造的节块的适合形状。板形金属基质可由轧制材料或烧结材料构成，尤其由轧制材料构成。在一个实施例中，硬金属基质由热轧钢板或冷轧钢板构成。所有的板形金属基质均可由轧制材料构成。可选地， 一些板形金 属基质可以由烧结材料构成。当将轧制材料用作为板形金属基质时，轧制材料具有接近于理论 密度极限的密度。因此，与通过压实和烧结粉末金属基质而生产的节 块相比，使用轧制材料作为每个金属基质的节块表现出优良的机械性金刚石颗粒的布置以及板形金属基质的堆叠在制造根据本发明一个实施例的节块的方法中，如图8中所示， 布置金刚石颗粒6011，从而在前述制备的板形软金属基质中的第一软 金属基质602上形成金刚石颗粒层601，随后将第二软金属基质602' 堆叠在其上。然后，板形硬金属基质中的第一硬金属基质603堆叠在软金属基
质602，上，并将第三软金属基质602'，堆叠在第一硬金属基质603上。布置另外的金刚石颗粒6011,从而在第三软金属基质602"上形成 另一个金刚石颗粒层601，并将第四软金属基质602'"堆叠在另一个金 刚石颗粒层601上。重复以上步骤，从而提供具有所需厚度的堆层。 如此，可获得图3中所示的节块。在制造根据本发明另一实施例的节块的方法中，如图9中所示， 布置金刚石颗粒7011，从而在前述制备的板形软金属基质中的第一软 金属基质702上形成金刚石颗粒层701，随后将第一硬金属基质703和 第二软金属基质702，顺序地堆叠在其上。随后，布置另外的金刚石颗粒7011，从而在第二软金属基质702' 上形成另一金刚石颗粒层701，随后将第二硬金属基质703'和第三软金 属基质702"顺序地堆叠在其上。重复这些步骤，从而提供具有所需厚 度的堆层。如此，当软金属基质702， 702'或702"的厚度大于硬金属基质703 或703'时，可获得如图5中所示的节块，当软金属基质702， 702'或 702"的厚度小于硬金属基质703或703'时，可获得如图6中所示的节 块。在制造根据本发明又一实施例的节块的方法中，如图IO中所示， 布置金刚石颗粒8011，从而在前述制备的板形软金属基质中的第一软 金属基质802上形成金刚石颗粒层801 ，随后将第一硬金属基质803堆 叠在其上，然后将另外的金刚石颗粒8011布置为形成另一金刚石颗粒 层801。 然后，将第二软金属基质802'堆叠在另外的金刚石颗粒层801上，随后布置另外的金刚石颗粒8011以形成又一个金刚石颗粒层801，并 将第二硬金属基质803'堆叠在其上。重复这些步骤，从而提供具有所 需厚度的堆层。如此，可获得如图7中所示的节块。以下将对用于在前述的板形金属基质上布置金刚石颗粒的方法的 一个实例进行说明。首先，将喷雾式粘合剂涂敷到切割成具有节块的形状的金属网上， 随后将由激光刺穿成具有彼此均匀间隔的孔的金属模具设置在喷雾式 粘合剂上，然后在其上散布精细的金刚石颗粒。此时，散布精细的金刚石颗粒，以使形成在金属模具上的每个孔 都必须接收到一个金刚石颗粒。通过从金属网上分离金属模具，获得在其上均匀布置有金刚石颗 粒的金属网。可通过将金属网放置在一个板形金属基质上而将金刚石颗粒布置 在板形金属基质上，如前所述，该金属网上具有均匀布置在其上的金 刚石颗粒。关于另一布置金刚石颗粒的方法，可提出使用具有粘合特性的带 来布置金刚石颗粒的方法。加热和压縮该堆层加热和压縮该叠层，以使组成该叠层的部件彼此结合，由此提供 节块。和粉末压实不同，由于板形金属基质具有100%的相对密度，故 进行加热和压縮以使板形金属基质结合。从而，没有必要具有与常规烧结的条件相同的条件。温度和压力供应能量一起能够使一个层中的板形金属基质表面上 的金属元件与不同层中的板形金属基质表面上的金属元件相结合。通常在700 1,00(TC的温度、350kg/cn^的压力下烧结5分钟，并根据本 发明，在这些条件下使板形金属基质结合。使板形金属基质结合的条件不仅根据板形金属基质的种类，而且 根据金属基质的表面条件变化。当将轧制材料用作为板形金属基质时，由于轧制材料的熔化温度 较低，且板形金属基质的表面是干净的且没有氧化膜或异物，因此降 低结合温度和压力，且縮短结合时间。当金刚石颗粒层插入到板形金属基质之间时，每个金刚石颗粒的 一部分在结合过程期间粘附到板形金属基质中。当将轧制材料用作为金属基质时，根据高温下板形金属基质的屈 服强度确定结合压力。例如，在结合温度升高时，板形金属基质的屈服强度变低，从而 使结合压力与结合温度成反比地降低。由于不同种类的板形金属基质具有不同的熔点，因此它们在高温 下具有不同的屈服强度。
能够利用该性质通过调节烧结温度而调节金刚石颗粒的位置。例如，当使用具有低熔点的较软的板形金属基质时，在厚度方向 上朝板形软金属基质移动金刚石颗粒，其与朝具有高熔点的较硬的板 形金属基质的移动相反。当将热轧钢板或冷轧钢板用作板形金属基质时，钢板的屈服强度 与温度成反比地持续降低。最后，钢板的屈服强度在500'C时降到室温下屈服强度的大约一半，大多数钢板在80(TC时具有50N/mn^的屈服 强度。根据实验，发现在800'C或更高的温度时，在350kg/cr^的压力下 金刚石颗粒充分地粘附至板形金属基质中，该350kg/cn^的压力是用于 烧结的常规压力。如果较软的板形金属基质的厚度小于金刚石颗粒的厚度，则在围 绕金刚石颗粒状态中，软的板形金属基质由于其在高温下的高延展性 而朝较硬的板形金属基质移动。在这些情况中，形成如图3， 4和6中 所示的节块。根据本发明，提供具有通过前述方法制造的节块的切削工具。 工业实用性从前面的描述显而易见的是，根据本发明，存在如下优点，即由 于在制造切削节块时利用板形金属基质代替粉末基质，故制造成本降 低，从而降低产品成本，并省略了金属基质的混合，粒化和形成过程， 由此简化的制造过程，并由此显著提高生产力。此外，存在如下优点，即由于在制造切削节块时利用板形金属基
质代替粉末基质，故金刚石颗粒可均匀分布，由此提供具有优良切削 性能和寿命的节块。应理解的是，出于说明性目的说明实施例和附图，本发明仅由权 利要求限定。另外，本领域技术人员将认识到的是，在不脱离根据权利要求的 本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种变形、添加和替代。
权利要求
1.一种切削节块，包括多个层，每层均包括金刚石颗粒层和具有不同延展性的两种板形金属基质层，其中，所述两种板形金属基质层垂直于切削表面且同时平行于切削方向布置，并且垂直于所述切削方向交替堆叠，并且其中，每个金刚石颗粒层均具有金刚石颗粒，所述金刚石颗粒由所述金属基质层中的具有较高延展性的金属基质层围绕，并且在所述切削表面上设置成金刚石颗粒排。
2.根据权利要求i所述的节块，其中所述板形金属基质层由选自 由钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金和黄铜构成的组的材 料构成。
3. 根据权利要求2所述的节块，其中所述板形金属基质层包括至 少一个板形硬金属基质层和至少一个板形软金属基质层，该板形硬金 属基质层由钢构成，并且该板形软金属基质层由选自由铝合金、低熔 点镍合金、铜合金、银合金和黄铜构成的组的材料构成。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的节块，其中所述板形金 属基质层由轧制材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
5. 根据权利要求4所述的节块，其中所述板形金属基质层由轧制 材料构成。
6. 根据权利要求5所述的节块，其中所述轧制材料是热轧钢板或 冷轧钢板。
7. —种切削节块，包括 多个层，每层均包括金刚石颗粒层和两种板形金属基质层，所述两种板形金属基质层包括至少一个具有较高延展性的软金属基质层和 至少一个具有较低延展性的硬金属基质层，其中，所述两种板形金属基质层垂直于切削表面且同时平行于切 削方向布置，并且垂直于所述切削方向交替堆叠，并且其中，每个金刚石颗粒层均具有金刚石颗粒，每个金刚石颗粒的 一部分位于所述软金属基质层中，并且每个金刚石颗粒的其它部分位 于所述硬金属基质层中，所述金刚石颗粒在所述切削表面上设置成金 刚石颗粒排。
8. 根据权利要求7所述的节块，其中一个金刚石颗粒层的每个金 刚石颗粒的所述一部分位于每个金属基质层中。
9. 根据权利要求S所述的节块，其中所述软金属基质层的厚度大 于所述硬金属基质层的厚度。
10. 根据权利要求8所述的节块，其中所述软金属基质层的厚度小于所述硬金属基质层的厚度。
11. 根据权利要求7所述的节块，其中两个金刚石颗粒层的每个金刚石颗粒的所述一部分位于每个金属基质层中。
12. 根据权利要求7至11中的任一项所述的节块，其中所述板形 金属基质层由选自由钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金和 黄铜构成的组的材料构成。
13. 根据权利要求12所述的节块，其中所述板形硬金属基质层由 钢构成，所述板形软金属基质层由选自由铝合金、低熔点镍合金、铜 合金、银合金和黄铜构成的组的材料构成。
14. 根据权利要求7至11中的任一项所述的节块，其中所述板形 金属基质层由轧制材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
15. 根据权利要求12所述的节块，其中所述板形金属基质层由轧 制材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
16. 根据权利要求14所述的节块，其中所述板形金属基质层由轧制材料构成。
17. 根据权利要求15所述的节块，其中所述板形金属基质层由轧 制材料构成。
18. 根据权利要求16或17所述的节块，其中所述轧制材料是热 轧钢板或冷轧钢板。
19. 一种用于制造切削节块的方法，包括以下步骤 制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基质；在所述板形软金属基质中的第一软金属基质上布置金刚石颗粒，使得所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排； 将第二软金属基质堆叠在所述金刚石颗粒上； 将所述板形硬金属基质中的第一硬金属基质堆叠在所述第二软金属基质上；将第三软金属基质堆叠在所述第一硬金属基质上，随后在所述第 三软金属基质上布置另外的金刚石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒 在所述切削表面上设置成金刚石颗粒排，将第四软金属基质堆叠在金 刚石颗粒上，并且将第二硬金属基质堆叠在所述第四软金属基质上； 重复上面步骤，以制备具有希望的厚度的堆层；和 对所述堆层进行加热和压縮，使得组成所述堆层的部件相结合。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述板形金属基质由选自 由钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金和黄铜构成的组的材 料构成。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述板形硬金属基质由钢构成，所述板形软金属基质由选自由铝合金、低熔点镍合金、铜合金、 银合金和黄铜构成的组的材料构成。
22. 根据权利要求19至21中的任一项所述的方法，其中所述板 形金属基质由轧制材料、烧结材料te轧制材料与烧结材料的组合构成。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中所述板形金属基质由轧制 材料构成。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述轧制材料是热轧钢板 或冷轧钢板。
25. —种用于制造切削节块的方法，包括以下步骤 制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基质；在所述板形硬金属基质中的第一硬金属基质上布置金刚石颗粒，使得所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排；将所述板形软金属基质中的第一软金属基质堆叠在所述金刚石颗粒上；将第二硬金属基质堆叠在所述第一软金属基质上，随后在所述第 二硬金属基质上布置另外的金刚石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒 在所述切削表面上设置成金刚石颗粒排，并将第二软金属基质堆叠在 金刚石颗粒上；重复上面步骤，以制备具有希望的厚度的堆层；和 对所述堆层进行加热和压縮，使得组成所述堆层的部件相结合。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述堆层的每个板形软金 属基质层的厚度大于所述堆层的每个板形硬金属基质层的厚度。
27. 根据权利要求25所述的方法，其中所述堆层的每个板形软金 属基质层的厚度小于所述堆层的每个板形硬金属基质层的厚度。
28. 根据权利要求25至27中的任一项所述的方法，其中所述板 形金属基质由选自由钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金和 黄铜构成的组的材料构成。'
29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述板形硬金属基质由钢 构成，并且所述板形软金属基质由选自由铝合金、低熔点镍合金、铜 合金、银合金和黄铜构成的组的材料构成。
30. 根据权利要求25至27中的任一项所述的方法，其中所述板 形金属基质由轧制材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
31. 根据权利要求28所述的方法，其中所述板形金属基质由轧制 材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中所述板形金属基质由轧制 材料构成。
33. 根据权利要求31所述的方法，其中所述板形金属基质由轧制 材料构成。
34. 根据权利要求32或33所述的方法，其中所述轧制材料是热 轧钢板或冷轧钢板。
35. —种用于制造切削节块的方法，包括以下步骤 制备两种板形金属基质，所述两种板形金属基质包括具有较高延展性的板形软金属基质和具有较低延展性的板形硬金属基质；在所述板形硬金属基质中的第一硬金属基质上布置金刚石颗粒，使得所述金刚石颗粒在切削表面上设置成金刚石颗粒排；将所述板形软金属基质中的第一软金属基质堆叠在所述金刚石颗粒上；在所述第一软金属基质上布置另外的金刚石颗粒，使得所述另外 的金刚石颗粒在所述切削表面上设置成金刚石颗粒排，随后将第二硬 金属基质堆叠在金刚石颗粒上，在所述第二硬金属基质上布置另外的 金刚石颗粒，使得所述另外的金刚石颗粒在所述切削表面上设置成金 刚石颗粒排，并且将第三软金属基质堆叠在所述另外的金刚石颗粒上； 重复上面步骤，以制备具有希望的厚度的堆层；和 对所述堆层进行加热和压缩，使得组成所述堆层的部件相结合。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中所述板形金属基质由选自 由钢、铝合金、低熔点镍合金、铜合金、银合金和黄铜构成的组的材 料构成。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中所述板形硬金属基质由钢 构成，并且所述板形软金属基质由选自由铝合金、低熔点镍合金、铜 合金、银合金和黄铜构成的组的材料构成。
38. 根据权利要求35至37中的任一项所述方法，其中所述板形 金属基质由轧制材料、烧结材料或轧制材料与烧结材料的组合构成。
39. 根据权利要求38所述的方法，其中所述板形金属基质由轧制 材料构成。
40. 根据权利要求39所述的方法，其中所述轧制材料是热轧钢板 或冷轧钢板。
41. 一种切削工具，其包括根据权利要求1至18中的任一项所述 的切削节块。
42. —种根据权利要求19至40中的任一项所述的方法制备的切 削节块。
全文摘要
公开了一种用于对脆性工件进行切削或钻削的切削工具的切削节块，这些工件例如是石料、砖、混凝土和沥青，并公开了一种用于制造该节块的方法以及一种包括该节块的切削工具。该节块包括金刚石颗粒层和两种板形金属基质层，所述两种板形金属基质层包括具有不同延展性的软金属基质层和硬金属基质层。板形金属基质层垂直于切削表面同时平行于切削方向布置，并垂直于切削方向交替堆叠。金刚石颗粒层适当地布置在板形软金属基质层和板形硬金属基质层中。该节块和包括有该节块的切削工具具有优良的切削性能，并可简化其制造过程，由此显著提高生产力。
文档编号B23D61/02GK101160191SQ200680012479
公开日2008年4月9日 申请日期2006年4月14日 优先权日2005年4月14日
发明者朴熹东, 金秀光 申请人:二和金刚石工业株式会社;通用工具公司