CN104826553B - 提高复合片平整度的合成组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高复合片平整度的合成组件，包括设于盐管内的复合片组装结构，盐管设于碳管内，碳管竖直设于叶腊石块的挤压腔内，叶腊石块挤压腔的两端口分别设置堵头，堵头依次通过钛片和碳块压在复合片组装结构上，复合片组装结构包括按上、中、下位置设置的三块硬质合金基准块，相邻硬质合金基准块之间设有复合片合成体，复合片合成体与相邻硬质合金基准块之间垫付碳片；复合片合成体的杯体内设有均匀铺设的超硬材质粉料和硬质合金合成块，杯盖与杯体盖合并通过硬质合金合成块将超硬材质粉料挤压在杯体底部。本发明提高复合片平整度的合成组件的钢性好，在六面顶压机体系中合成复合片可达到复合层小于0.1mm的平整度。
Description
技术领域
本发明涉及刀具类PCBN、PCD复合片的制作技术，具体为一种提高复合片平整度的合成组件。
背景技术
目前，国外由于采用两面顶合成复合片，合成设备钢性、精度、组装结构模具匹配性较好，生产的复合片的复合层平整度较好。
我国现采用合成设备是六面顶压机，合成设备钢性、精度不如国外两面顶合成体系，因此组装结构模具的匹配工作是我国PCBN、PCD复合片进步创新的关键。国产PCBN、PCD复合片通过近年的研发生产性能达到一定水平，但复合片的复合层不平整影响了复合片使用的稳定性，究其原因是传统组装结构模具(如复合片叠层组装等结构)经高温高压合成后复合片变形较大、应力较大等缺陷，因此在六面顶压机采用传统组装结构合成复合片的复合层(即PCBN的CBN层、PCD的金刚石层)不同区域的厚度差(简称平整度)较大，国外复合层最厚与最薄相差小于0.1mm，国内六面顶压机传统组装结构合成复合片的复合层最厚与最薄相差一般在0.3mm左右，复合片的复合层厚度不均影响到复合片应用，特别是刀具复合片在应用中的稳定性。
现有复合片组装结构采用复合片直接叠层组装，其它空间采用石墨、盐片、陶瓷片等材料填充。
发明内容
本发明提出了一种提高复合片平整度的合成组件，其目的在于克服现有组装结构在合成中变形较大的不足，使合成出的复合片平整度小于0.1mm。
本发明提高复合片平整度的合成组件，其技术方案包括设于盐管内的复合片组装结构，所述盐管设于碳管内，所述碳管竖直设于叶腊石块的挤压腔内，所述盐管的两端口由盐片封装，碳管的两端口由碳片封装，所述叶腊石块挤压腔的两端口分别设置堵头，所述堵头依次通过钛片和碳块压在碳片上，所不同的是所述复合片组装结构包括按上、中、下位置设置的三块硬质合金基准块，相邻硬质合金基准块之间设有复合片合成体，所述复合片合成体与相邻硬质合金基准块之间垫付碳片；所述复合片合成体包括耐高温的杯体和杯盖，所述杯体内设有均匀铺设的超硬材质粉料和硬质合金合成块，所述杯盖与杯体盖合并通过硬质合金合成块将超硬材质粉料挤压在杯体底部。
所述杯体的底部均朝向中间位置的硬质合金基准块，以此将超硬材质粉料设于碳管的中部位置，便于在六面顶压机内高温高压合成时，使超硬材质粉料处于温度区域的中心高温处。
所述超硬材质粉料常规上采用立方氮化硼及粘结剂、或金刚石及粘结剂的组份。
所述杯体和杯盖常规上用金属锆、或金属铌、或金属钽制作成型。
为制作方便，所述叶腊石块采用上、下两块的组合结构。
本发明的有益效果：
1、本发明提高复合片平整度的合成组件的钢性好，在六面顶压机体系中合成复合片可达到复合层小于0.1mm的平整度。
2、本发明可达到国外两面顶合成体系的平整度效果，合成的复合片性能稳定性好，而稳定性好的复合片更适合数控机床加工中心使用。
附图说明
图1为本发明实施方式的结构示意图。
图号标识：1、盐管；2、碳管；3、叶腊石块；4、盐片；5、碳片；6、堵头；7、钛片；8、碳块；9、硬质合金基准块；10、杯体；11、杯盖；12、超硬材质粉料；13、硬质合金合成块；14、白云石壁。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明提高复合片平整度的合成组件，其技术方案包括上、下尺寸一致的方形叶腊石块3，上、下叶腊石块3中心的挤压腔(竖直方向)同轴，所述挤压腔内合成区域的腔壁为白云石壁14，所述白云石壁14区域的挤压腔内竖直设置碳管2，所述碳管2的两端口分别由碳片5封盖(碳片5配合于碳管2的端口内)，碳管2内设置盐管1，所述盐管1的两端口分别由盐片4封盖(盐片4配合于盐管1的端口内)，盐管1内设置复合片组装结构；上、下叶腊石块3挤压腔的两端口分别设有金属堵头6，所述堵头6与对应的(碳管2的)碳片5之间设置钛片7和碳块8，堵头6与挤压腔的空隙之间设置叶腊石片和白云石片，所述碳块8与挤压腔的空隙之间设置白云石片，如图1所示。
所述复合片组装结构包括自上而下分别设置的第一块硬质合金基准块9、第二个复合片合成体、第三块硬质合金基准块9、第四个复合片合成体和第五块硬质合金基准块9，各复合片合成体与上、下硬质合金基准块9之间垫付有碳片5，如图1所示。
所述复合片合成体(事先经冷压及真空处理)包括用金属锆、或金属铌、或金属钽成型制作的杯体10和杯盖11，第二个复合片合成体的杯体10底部向下朝向第三块硬质合金基准块9、第四个复合片合成体的杯体10底部向上朝向第三块硬质合金基准块9；各杯体10内的底部均匀铺设一层由立方氮化硼及粘结剂(也可采用金刚石及粘结剂)构成的超硬材质粉料12，对应于超硬材质粉料12于杯体10内设有硬质合金合成块13，所述杯盖11与杯体10盖合，杯盖11作用于硬质合金合成块13上并将超硬材质粉料12压在杯体10底部，如图1所示。
组装好的本发明合成组件置于六面顶压机进行高温状态下的高压力挤压合成(包括上、下、左、右、前、后方向的挤压)，使超硬材质粉料12与硬质合金合成块13合成烧结为一体。
在上、下挤压方向，通过上、下堵头6实现了对复合片组装结构自外而内的挤压，以上、下堵头6为例，力的作用顺序为：上堵头6——上钛片7——上碳块8——上碳片5——上盐片4——第一块硬质合金基准块9——碳片5——第二个复合片合成体的杯体10——碳片5——第三块硬质合金基准块9；下堵头6——下钛片7——下碳块8——下碳片5——下盐片4——第五块硬质合金基准块9——碳片5——第四个复合片合成体的杯体10——碳片5——第三块硬质合金基准块9。
本发明组装结构最大限度提高了整体钢性，可保证合成的复合片(超硬材质粉料12与硬质合金合成块13的烧结体)变形小，复合片内残存应力小，减少了原有复合片结构中因变形残存应力较大引起刀具不稳定的缺陷，使PCBN、PCD复合片的复合层平整度小于0.1mm，达到国外复合片平整度的水平。
Claims (5)
1.提高复合片平整度的合成组件，包括设于盐管(1)内的复合片组装结构，所述盐管(1)设于碳管(2)内，所述碳管(2)竖直设于叶腊石块(3)的挤压腔内，所述盐管(1)的两端口由盐片(4)封装，碳管(2)的两端口由碳片(5)封装，所述叶腊石块(3)挤压腔的两端口分别设置堵头(6)，所述堵头(6)依次通过钛片(7)和碳块(8)压在碳片(5)上，其特征在于：所述复合片组装结构包括按上、中、下位置设置的三块硬质合金基准块(9)，相邻硬质合金基准块(9)之间设有复合片合成体，所述复合片合成体与相邻硬质合金基准块(9)之间垫付碳片；所述复合片合成体包括耐高温的杯体(10)和杯盖(11)，所述杯体(10)内设有均匀铺设的超硬材质粉料(12)和硬质合金合成块(13)，所述杯盖(11)与杯体(10)盖合并通过硬质合金合成块(13)将超硬材质粉料(12)挤压在杯体(10)底部。
2.根据权利要求1所述的提高复合片平整度的合成组件，其特征在于：所述杯体(10)的底部均朝向中间位置的硬质合金基准块(9)。
3.根据权利要求1或2所述的提高复合片平整度的合成组件，其特征在于：所述超硬材质粉料(12)包括立方氮化硼及粘结剂、或金刚石及粘结剂。
4.根据权利要求1或2所述的提高复合片平整度的合成组件，其特征在于：所述杯体(10)和杯盖(11)用金属锆、或金属铌、或金属钽制作成型。
5.根据权利要求1或2所述的提高复合片平整度的合成组件，其特征在于：所述叶腊石块(3)包括上、下两块体。
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