一种金刚石刀头深冷处理方法

摘要

本发明公开了一种金刚石刀头深冷处理方法，包括以下步骤：S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录。本发明能够准确的得出两种成型技术制得的刀头的密度差异，能够直观的了解到深冷处理前后刀头的差异，能够直观的了解到刀头深冷处理前后的性能差异，能够确定金刚石刀头深冷处理参数。

权利要求

1.一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；

S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录；

S3：单刀头深冷处理：将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃～-196℃，时间为24-48h；

S4：多刀头深冷处理：将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃～-196℃，时间为24-48h；

S5：分析对比：将S3和S4中深冷处理后的刀头取出，使用扫描设备对深冷处理后的刀头进行扫描，得出单刀头和多刀头的电镜图，并对两个电镜图进行对比分析，记录分析数据，然后使用扫描设备对未进行深冷处理的单刀头和多刀头进行扫描分析，将深冷处理后的单刀头与未处理的单刀头的电镜图进行对比分析，将深冷处理后的多刀头与未处理的多刀头的电镜图进行对比分析，并对比数据进行记录；

S6：切割试验：分别使用深冷处理后的单刀头和多刀头对同一块板材进行切割，对整个切割过程的数据进行记录，然后使用未处理的单刀头和多刀头再次对板材进行切割，并对切割过程的数据进行记录，最后将两次的数据分类进行对比，得出对比结果，并对对比结果数据进行记录；

S7：总结分析：对S2、S4和S6中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，剔除无用信息，根据整合后的数据确定金刚石刀头深冷处理参数。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S1中，单模成型刀头和双模成型刀头的生产工艺包括以下步骤：步骤一：混料：按照配比对金刚石和胎体结合剂进行称量，胎体结合剂金属单质粉末或金属合金粉末构成，然后将金刚石和胎体结合剂加入到搅拌设备内，使用搅拌棒对材料进行搅拌混合，搅拌棒转速为3000r/min，搅拌时间为30-60min，将材料搅拌混合均匀；步骤二：成型：将步骤一中混合均匀后的材料分别放进单模成型机和多模成型机内，进行冷压成型，然后将冷压成型后的放进热压机内热压成型；步骤三：对步骤二中所述的热压成型的材料进行打磨，即可制得单模成型刀头和双模成型刀头。

3.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S2中，使用电子天平分别对单刀头和多单头的重量进行称量，称量结束后对单刀头和多单头的体积进行测量，将单刀头和多单头的重量分别除以单刀头和多单头的体积得出单刀头和多单头的密度。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S2中，在对单刀头和多单头的密度检验完成后，使用硬度计分别于单刀头和多单头的硬度进行检验，硬度过低：表明金属粘结剂质量不好，一般情况下，有一种或几种金属粉氧化，硬度低于

50HRB时说明氧化非常严重，所得刀头锋利度好，但寿命严重不足，金属粉量太少，称料不准确，烧结时升温速度过快，引起局部过热而跑料，或使用太旧的石墨模具等，都会造成硬度过低，硬度过高：在原工艺条件不变的情况下，硬度过高一般表明称料错误或添加量过大，局部温度过高也会造成硬度过高，硬度过高时，胎体不易磨损，金刚石出刃困难，刀头会变得很钝；硬度不均匀：硬度不均匀是装模工操作不良引起，保温保压时间过短或保压冷却时间太短也会造成硬度不均匀，当检验的刀头出现硬度不合格的，需要立即进行更换。

5.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S2中，在单刀头和多单头的密度检验完成后，需要对单刀头和多单头的尺寸进行检验，刀头尺寸允许有0.1mm的偏差，否则就有问题，对尺寸偏差大于0.1mm的刀头需要立即更换，不可进行后续工序。

6.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S3中，将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-160℃～-190℃，时间为25-47h。

7.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S4中，将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-160℃～-190℃，时间为25-47h。

8.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S5中，扫描设备成像原理是：由电子枪发射的电子束，经会聚镜、物镜缩小、聚焦，在样品表面形成一定能量和斑点直径的电子束，在扫描线圈磁场作用下，作用在样品表面上的电子束将按一定时间、空间顺序作光栅或扫描，电子束从样品中激发的二次电子，由二次电子收集器收集、由加速极加速至闪烁体转变成光信号，此信号经光导管到达光电倍增管再转变成电信号，该电信号由视频放大器放大，输送到显像管栅极，调制显像管亮度，使之在屏幕上呈现亮暗程度不同的反映表面起伏(形貌)的二次电子像。

9.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S6中，在进行切割试验时，每次使用刀头对板材进行切割时，需要记录切割时间，切割完成后需要观察刀头的磨损情况。

10.根据权利要求1所述的一种金刚石刀头深冷处理方法，其特征在于，所述S5中，在对深冷处理后的刀头扫描分析后，需要对刀头的硬度及密度进行检测，硬度检测采用硬度计，密度检测采用的方法是刀头的重量除以刀头的体积。

说明书

一种金刚石刀头深冷处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及刀头深冷处理技术领域，尤其涉及一种金刚石刀头深冷处理方法。

背景技术

[0002] 金刚石刀头是金刚石锯片的工作主体。金刚石锯片的刀头是由金刚石和胎体结合剂组成，金刚石是一种超硬材料，起到切削刃的作用，胎体结合剂起到固定金刚石的作用，由金属单质粉末或金属合金粉末构成，不同的组成叫做配方，根据不同的用途，配方和金刚石不同，深冷处理是指以液氮为制冷剂，在低于-130℃的温度对工件进行处理的方法。深冷处理技术是20世纪60年代在普通冷处理（- 100～0℃）的基础上发展起来的一门新技术，是在-130℃以下对材料进行处理的一种方法，是最新的材料强化，提升和均匀密度处理工艺之一。深冷处理可有效提高金属材料的力学性能和使用寿命，稳定尺寸，改善均匀性，减小变形，而且操作简便，不破坏工件，无污染，成本低，具有积极的应用前景和发展空间，目前，特别是美国、日本、英国、俄罗斯等国家都在积极地开展这方面的研究，并把这一技术应用到很多领域中对材料进行处理，如航空航天、精密仪器仪表、摩擦偶件、工具、模具和量具、纺织机械零件、汽车工业和军事科学领域，取得了很大的经济效益。我国也有一些科研机构开展了深冷处理的研究及应用。特别是在标准行业、工具行业、纺织行业、油嘴油泵、轴承、航空航天部门等，取得效果，深冷处理能在不降低工件强度与硬度的情况下，显著提高工件的韧性，现有的金刚石刀头大多没有进行深冷处理，导致刀头的密度，硬度难以达到完全均匀，刀头的性能差异使得切割效果收到影响。

发明内容

[0003] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种金刚石刀头深冷处理方法。

[0004] 本发明提出的一种金刚石刀头深冷处理方法，包括以下步骤：S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；
S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录；
S3：单刀头深冷处理：将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃～-196℃，时间为24-48h；
S4：多刀头深冷处理：将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃～-196℃，时间为24-48h；
S5：分析对比：将S3和S4中深冷处理后的刀头取出，使用扫描设备对深冷处理后的刀头进行扫描，得出单刀头和多刀头的电镜图，并对两个电镜图进行对比分析，记录分析数据，然后使用扫描设备对未进行深冷处理的单刀头和多刀头进行扫描分析，将深冷处理后的单刀头与未处理的单刀头的电镜图进行对比分析，将深冷处理后的多刀头与未处理的多刀头的电镜图进行对比分析，并对比数据进行记录；
S6：切割试验：分别使用深冷处理后的单刀头和多刀头对同一块板材进行切割，对整个切割过程的数据进行记录，然后使用未处理的单刀头和多刀头再次对板材进行切割，并对切割过程的数据进行记录，最后将两次的数据分类进行对比，得出对比结果，并对对比结果数据进行记录；
S7：总结分析：对S2、S4和S6中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，剔除无用信息，根据整合后的数据确定金刚石刀头深冷处理参数。

[0005] 优选地，所述S1中，单模成型刀头和双模成型刀头的生产工艺包括以下步骤：步骤一：混料：按照配比对金刚石和胎体结合剂进行称量，胎体结合剂金属单质粉末或金属合金粉末构成，然后将金刚石和胎体结合剂加入到搅拌设备内，使用搅拌棒对材料进行搅拌混合，搅拌棒转速为3000r/min，搅拌时间为30-60min，将材料搅拌混合均匀；步骤二：成型：将步骤一中混合均匀后的材料分别放进单模成型机和多模成型机内，进行冷压成型，然后将冷压成型后的放进热压机内热压成型；步骤三：对步骤二中所述的热压成型的材料进行打磨，即可制得单模成型刀头和双模成型刀头。

[0006] 优选地，所述S2中，使用电子天平分别对单刀头和多单头的重量进行称量，称量结束后对单刀头和多单头的体积进行测量，将单刀头和多单头的重量分别除以单刀头和多单头的体积得出单刀头和多单头的密度。

[0007] 优选地，所述S2中，在对单刀头和多单头的密度检验完成后，使用硬度计分别于单刀头和多单头的硬度进行检验，硬度过低：表明金属粘结剂质量不好，一般情况下，有一种或几种金属粉氧化，硬度低于50HRB时说明氧化非常严重，所得刀头锋利度好，但寿命严重不足，金属粉量太少，称料不准确，烧结时升温速度过快，引起局部过热而跑料，或使用太旧的石墨模具等，都会造成硬度过低，硬度过高：在原工艺条件不变的情况下，硬度过高一般表明称料错误或添加量过大，局部温度过高也会造成硬度过高，硬度过高时，胎体不易磨损，金刚石出刃困难，刀头会变得很钝；硬度不均匀：硬度不均匀是装模工操作不良引起，保温保压时间过短或保压冷却时间太短也会造成硬度不均匀，当检验的刀头出现硬度不合格的，需要立即进行更换。

[0008] 优选地，所述S2中，在单刀头和多单头的密度检验完成后，需要对单刀头和多单头的尺寸进行检验，刀头尺寸允许有0.1mm的偏差，否则就有问题，对尺寸偏差大于0.1mm的刀头需要立即更换，不可进行后续工序。

[0009] 优选地，所述S3中，将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-160℃～-190℃，时间为25-47h。

[0010] 优选地，所述S4中，将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-160℃～-190℃，时间为25-47h。

[0011] 优选地，所述S5中，扫描设备成像原理是：由电子枪发射的电子束，经会聚镜、物镜缩小、聚焦，在样品表面形成一定能量和斑点直径的电子束，在扫描线圈磁场作用下，作用在样品表面上的电子束将按一定时间、空间顺序作光栅或扫描，电子束从样品中激发的二次电子，由二次电子收集器收集、由加速极加速至闪烁体转变成光信号，此信号经光导管到达光电倍增管再转变成电信号，该电信号由视频放大器放大，输送到显像管栅极，调制显像管亮度，使之在屏幕上呈现亮暗程度不同的反映表面起伏(形貌)的二次电子像。

[0012] 优选地，所述S6中，在进行切割试验时，每次使用刀头对板材进行切割时，需要记录切割时间，切割完成后需要观察刀头的磨损情况。

[0013] 优选地，所述S5中，在对深冷处理后的刀头扫描分析后，需要对刀头的硬度及密度进行检测，硬度检测采用硬度计，密度检测采用的方法是刀头的重量除以刀头的体积。

[0014] 本发明的有益效果：通过将单模成型与多模成型刀头的密度进行对比，能够准确的得出两种成型技术制得的刀头的密度差异，通过对深冷处理前后的刀头进行电镜扫描分析，并进行对比，能够直观的了解到深冷处理前后刀头的差异，通过进行切割对比试验，能够直观的了解到刀头深冷处理前后的性能差异，能够确定金刚石刀头深冷处理参数；
本发明能够准确的得出两种成型技术制得的刀头的密度差异，能够直观的了解到深冷处理前后刀头的差异，能够直观的了解到刀头深冷处理前后的性能差异，能够确定金刚石刀头深冷处理参数。

具体实施方式

[0015] 下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

[0016] 实施例一本实施例中提出了一种金刚石刀头深冷处理方法，包括以下步骤：
S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；
S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录；
S3：单刀头深冷处理：将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃，时间为24h；
S4：多刀头深冷处理：将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-150℃℃，时间为24h；
S5：分析对比：将S3和S4中深冷处理后的刀头取出，使用扫描设备对深冷处理后的刀头进行扫描，得出单刀头和多刀头的电镜图，并对两个电镜图进行对比分析，记录分析数据，然后使用扫描设备对未进行深冷处理的单刀头和多刀头进行扫描分析，将深冷处理后的单刀头与未处理的单刀头的电镜图进行对比分析，将深冷处理后的多刀头与未处理的多刀头的电镜图进行对比分析，并对比数据进行记录；
S6：切割试验：分别使用深冷处理后的单刀头和多刀头对同一块板材进行切割，对整个切割过程的数据进行记录，然后使用未处理的单刀头和多刀头再次对板材进行切割，并对切割过程的数据进行记录，最后将两次的数据分类进行对比，得出对比结果，并对对比结果数据进行记录；
S7：总结分析：对S2、S4和S6中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，剔除无用信息，根据整合后的数据确定金刚石刀头深冷处理参数。

[0017] 实施例二本实施例中提出了一种金刚石刀头深冷处理方法，包括以下步骤：
S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；
S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录；
S3：单刀头深冷处理：将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为180℃，时间为36h；
S4：多刀头深冷处理：将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为180℃，时间为36h；
S5：分析对比：将S3和S4中深冷处理后的刀头取出，使用扫描设备对深冷处理后的刀头进行扫描，得出单刀头和多刀头的电镜图，并对两个电镜图进行对比分析，记录分析数据，然后使用扫描设备对未进行深冷处理的单刀头和多刀头进行扫描分析，将深冷处理后的单刀头与未处理的单刀头的电镜图进行对比分析，将深冷处理后的多刀头与未处理的多刀头的电镜图进行对比分析，并对比数据进行记录；
S6：切割试验：分别使用深冷处理后的单刀头和多刀头对同一块板材进行切割，对整个切割过程的数据进行记录，然后使用未处理的单刀头和多刀头再次对板材进行切割，并对切割过程的数据进行记录，最后将两次的数据分类进行对比，得出对比结果，并对对比结果数据进行记录；
S7：总结分析：对S2、S4和S6中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，剔除无用信息，根据整合后的数据确定金刚石刀头深冷处理参数。

[0018] 实施例三本实施例中提出了一种金刚石刀头深冷处理方法，包括以下步骤：
S1：刀头成型：采用单模成型技术和多模成型技术对金刚石刀头进行成型，单模成型的刀头和双模成型的刀头各选两个，然后对两种成型技术制得的刀头进行命名，单模成型为单刀头，多模成型为多刀头；
S2：密度差异对比：对S1中所述的单刀头和多单头的密度进行检验，对检验数据进行记录，然后将两组数据进行对比，得出对比报告，对对比报告中的数据进行记录；
S3：单刀头深冷处理：将单刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-196℃，时间为48h；
S4：多刀头深冷处理：将多刀头放入处理箱内，向处理箱内通入液氮，通过液氮的汽化潜热和低温氮气吸热来制冷，制冷温度为-196℃，时间为48h；
S5：分析对比：将S3和S4中深冷处理后的刀头取出，使用扫描设备对深冷处理后的刀头进行扫描，得出单刀头和多刀头的电镜图，并对两个电镜图进行对比分析，记录分析数据，然后使用扫描设备对未进行深冷处理的单刀头和多刀头进行扫描分析，将深冷处理后的单刀头与未处理的单刀头的电镜图进行对比分析，将深冷处理后的多刀头与未处理的多刀头的电镜图进行对比分析，并对比数据进行记录；
S6：切割试验：分别使用深冷处理后的单刀头和多刀头对同一块板材进行切割，对整个切割过程的数据进行记录，然后使用未处理的单刀头和多刀头再次对板材进行切割，并对切割过程的数据进行记录，最后将两次的数据分类进行对比，得出对比结果，并对对比结果数据进行记录；
S7：总结分析：对S2、S4和S6中所述的数据进行整合，并对数据进行分类，剔除无用信息，根据整合后的数据确定金刚石刀头深冷处理参数。

[0019] 对比常规的与实施例一至三深冷处理后的金刚石刀头，实施例一至三制得的如下表：由上述表格可知，本发明提出的深冷处理后的金刚石刀头各个性能具有明显提高，且实施三为最佳实施例。

[0020] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。