专利名称：高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种超硬材料制品的金属结合剂金刚石制品的材料。它应用于金属结合剂金刚石钻头、金属结合剂金刚石磨轮、金属结合剂金刚石锯片的制造。
背景技术：
现有的金属结合剂金刚石制品采用的胎体材料是金属粉末(铁、镍、铜、铬、锌、锡、银、锰、钛、钴、碳化钨等)与金刚石均匀混合后高温高压烧结而成。采用不同组分的金属粉末作为胎体材料时，可以使金属胎体具有不同的均质的机械性能。均质金属胎体机械性能所遵循的基本规律为机械强度越高，耐磨性能随之也高。在均质金属胎体机械性能的基本规律影响下，如果采用高机械强度的均质金属胎体，对金刚石的包镶强度也高。它能牢固地包镶住金刚石，产品使用寿命高。但它的耐磨性能随之也高，它会使金刚石出露困难产品自锐性差，产品使用时效低。上述这种情况只能生产高寿命、低时效的产品。反之，如果采用低机械强度的均质金属胎体，不能牢固地包镶住金刚石，使金刚石容易脱落，导致产品使用寿命低。上述情况只能生产低寿命的产品。因此，均质金属胎体的基本机械性能是一个矛盾，它限制了设计者采用高机械强度的均质金属胎体，如果采用低机械强度的均质金属胎体，对金刚石不具有高的包镶强度，该矛盾制约了高时效、高寿命的高自锐性金属结合剂金刚石制品的制造。
发明内容
本发明的目的在于发明一种用于制造高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料。
本发明的技术解决方案是发明一种用于制造高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料。其特征是它的材料组分是粒径为36目以细的碳化硅颗粒在粘结剂的作用下粘结粒径为100目以细的石墨颗粒制成非金属合成材料豆状颗粒，碳化硅颗粒与石墨颗粒组合的重量比例为1∶0.3～2.4。非金属合成材料豆状颗粒在产品高温生产中不会熔解，不会与金属胎体牢固粘结，产品使用时容易从产品磨削表面脱落，形成豆状凹坑，由此提高产品的金属胎体磨损率，加快金刚石的出刃速度。非金属合成材料豆状颗粒使用比例为金属结合剂金刚石制品工作部分材料体积的百分之一至百分之十四，均匀混合成金属结合剂金刚石制品混合料，构成高自锐性金属结合剂金刚石制品的非均质胎体。由此，就能设计采用高机械强度的金属胎体材料，提高金属胎体对金刚石的包镶强度，而不会出现金属胎体耐磨性能高引起产品自锐性差的情况发生，实现生产高时效、高寿命的高自锐性金属结合剂金刚石制品的目的。
图1是高自锐性金属结合剂金刚石制品材料的结构分布示意图。
图2是高自锐性金属结合剂金刚石制品胎体磨损后金刚石出露示意图。
图3是高自锐性金属结合剂金刚石制品胎体中均匀分布非金属合成材料豆状颗粒脱落后在金属胎体上形成的豆状凹坑示意图。
图中1金属胎体；2均匀分布于金属胎体中的金刚石；3均匀分布于金刚石空白区金属胎体内的非金属合成材料豆状颗粒；4金属胎体对金刚石的尾状支撑；5金属胎体磨损后形成的弧形凹坑；6非金属合成材料豆状颗粒从金属胎体摩擦表面脱落后出现的豆状凹坑。
具体实施例方式实施例1高自锐性金属结合剂金刚石钻头制造。采用非金属合成材料豆状颗粒的材料组分是粒径为36目的碳化硅颗粒，粒径为100目石墨颗粒，它们的比例是1∶0.3，在粘结剂作用下经制粒工艺制成豆状颗粒，将它按钻头工作部分体积的百分之十四与钻头工作部分的其它材料均匀混合，经高温高压烧结而成。由1金属胎体、2金刚石、3非金属合成材料豆状颗粒、参见附图1，构成具有非均质胎体结构的高自锐性金属结合剂金刚石钻头。非金属合成材料豆状颗粒高温烧结制造产品时不熔解，不会与金属胎体牢固粘结。高自锐性金属结合剂金刚石钻头钻进使用过程中，摩擦表面1金属胎体磨损，3非金属合成材料豆状颗粒出露并且快速脱落，在金刚石空白区金属胎体上出现6豆状凹坑，参见附图3。1金属胎体表面出现6豆状凹坑，导致该表面早期达到疲劳磨损条件，可加快1金属胎体的磨损速度，加快了2金刚石的出露速度，参见附图2。高自锐性金属结合剂金刚石钻头钻进时效高，在坚硬致密、弱研磨性岩石和钢材钻进中，钻进时效可提高百分之五十左右。
实施例2高自锐性金属结合剂金刚石磨轮制造。采用非金属合成材料豆状颗粒的材料组分是粒径为100目的碳化硅颗粒、粒径为200目的石墨颗粒，它们的比例为1∶2.4，在粘结剂的作用下经制粒工艺制成豆状颗粒，将它按磨轮工作部分体积的百分之二与磨轮工作部分的其它材料均匀混合，经高温高压烧结而成。由1金属胎体、2金刚石、3非金属合成材料豆状颗粒组成，参见附图1，构成具有非均质胎体的高自锐性金属结合剂金刚石磨轮。非金属合成材料豆状颗粒高温烧结产品时不熔解，不会与1金属胎体牢固粘结。高自锐性金属结合剂金刚石磨轮在磨削加工工件过程中，摩擦表面1金属胎体磨损，3非金属合成材料豆状颗粒出露，并且快速脱落，在金刚石空白区金属胎体表面出现6豆状凹坑，参见附图3。1金属胎体表面出现6豆状凹坑，导致该表面早期达到疲劳磨损条件，可加快1金属胎体磨损速度，加快了2金刚石的出露速度，参见附图2。高自锐性金属结合剂金刚石磨轮磨削工件时效高，由于它表面形成了6豆状凹坑，一方面有利于磨轮自锐，另一方面有利于磨削冷却液在磨削表面均匀分布，提高磨削冷却效果，避免发生磨削堵塞烧损工件的现象，大幅度提高磨削工件表面粗糙度。
本发明采用了非金属合成材料豆状颗粒与均质金属胎体一起构成非均质胎体，采用非均质胎体可达到制造高自锐性金属结合剂金刚石制品目的。非金属合成材料豆状颗粒可根据产品使用性能调整使用比例，使产品具有合理的高自锐性。非金属合成材料豆状颗粒粒径的选择规律是略大于产品采用金刚石的粒径。
本发明的应用有利于金属结合剂金刚石制品在金属胎体性能设计中采用高机械强度的金属胎体，使其对金刚石具有高的包镶强度，达到制造具有高时效、高寿命的高自锐性金属结合剂金刚石制品的目的。
权利要求
1.一种高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料，其特征是它的材料组分为36目以细的碳化硅颗粒在粘结剂的作用下粘结100目以细的石墨颗粒制成非金属合成材料豆状颗粒，碳化硅颗粒与石墨颗粒组合的重量比例为1∶0.3～2.4。
全文摘要
发明一种高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料。其特征是它的材料组分为36目以细的碳化硅颗粒在粘结剂的作用下粘结100目以细的石墨颗粒制成非金属合成材料豆状颗粒。碳化硅颗粒与石墨颗粒组合的重量比例为1∶0.3～2.4。将这种材料均匀分布于高自锐性金属结合剂金刚石制品的金刚石空白区金属胎体内，构成非均质胎体，见附图。非均质胎体具有的基本性能可实现机械强度高、耐磨性能低的目的。它能克服背景技术均质胎体基本性能机械强度高，耐磨性能随之也高的矛盾。本发明可应用于制造具有高时效、高寿命的高自锐性金属结合剂金刚石制品。
文档编号C01B31/06GK1696056SQ200410023189
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月13日 优先权日2004年5月13日
发明者张星亮, 杨俊德, 王曰国 申请人:张星亮, 杨俊德, 王曰国