复合金刚石聚晶片 本发明涉及石材锯切设备和钻进设备，特别是割切石材的切刀片。
已有锯切花岗石等石材的设备，有往复式锯机和旋转式锯机。往复式锯机使用直钢片加高硬度合金刚砂实现锯切，直钢片选用高级合金钢、高锰钢制成，虽然能锯切生产大尺寸板材，但锯机结构复杂、钢片耗量大、生产成本高、效率相当低，切速仅约2cm/h。此外，也有采用在钢片上焊接硬核齿的直锯片，已有的硬核齿如图3所示，由陶瓷硬核10镶嵌在合金载体11中制成，由于陶瓷与金属不可能形成化学键连接，在高速切削力作用下，硬核两侧的载体部会向外侧张开成裂口12、出现裂纹13、乃至发生断裂，使硬核与载体分离而脱离，锯齿损坏，不能锯切硬花岗石。旋转式锯机使用高级合金钢制圆形锯片，虽生产效率高，但锯片使用寿命短、耗量大，不能锯切生产大板材。
已有的地质钻进、矿物开采等钻进设备，使用镶嵌硬质合金核的钻头。
鉴于此，本发明的目的在于提供一种割切石材、特别是能割切高硬度石材、能与刀具基体牢固连结、制造成本低、割切速度高、使用寿命长的复合金刚石聚晶片。
本发明的复合金刚石聚晶片(参见附图)，包含金刚石聚晶片(1)，在该金刚石聚晶片的表面复合有金属层(2、3)，该金属层含有能浸润金刚石晶体表面的元素，金属层熔点不高于700℃、硬度低于被切石材的硬度。
上述金刚石聚晶片呈多面体，可以是圆柱形的三面体、半圆柱形的四面体、三棱柱形的五面体、四棱柱的六面体等……。在上述多面体的至少一个表面上有上述金属层。
上述金属层中能浸润金刚石晶体表面的元素，可以是镍、钴、铱中的一种、也可以是任意两种，也可以是三种。
本发明的金刚石聚晶片，使用生产金刚石单晶片的副产物金刚石颗粒，采用通常的方法在高温高压条件下制成，其成本仅为金刚石单晶片地30％左右。本发明的复合金刚石聚晶片，是将金属层覆于金刚石聚晶片的形坯表面，在形成金刚石聚晶的约1400℃高温和约6万大气压高压下，金属层中能浸润金刚石晶体表面的元素，与金刚石晶体表面的碳分子结合，生成呈化学键连结的碳化物。若金属层含镍元素，则生成碳化镍NiC，若含钴元素，则生成碳化钴CoC。在金刚石聚晶片与金属层相接的两表面所产生的上述碳化物，将金属层牢固地复合在金刚石聚晶片表面，成为复合金刚石聚晶片。
本发明的复合金刚石聚晶片具有如下的明显优点和显著效果。
一、本发明以金刚石聚晶片作基体，能割切高硬度石材，如硬花岗石。本发明的金刚石聚晶片，使用生产金刚石单晶片的副产物制造，不仅开辟了该副产物的使用途径，而且成本低廉。
二、本发明的金刚石聚晶片与金属层的连结呈化学键连结而复合成一体结构，其连结牢固，不会产生剥离，具有优良的熔接性。依靠金属层，能与金属材料的载体熔接成一体，能再依靠载体或直接依靠金属层与刀具基体牢固地熔接成一体。在使用中，既使在高速作用力下，金刚石聚晶片也不会从载体或刀具基体上脱落，从而可大幅度提高割切石材的速度，大幅度提高割切石材的效率。
三、本发明的金属层的熔点相对于金刚石聚晶体的生成温度低得多，因此，在将本发明与载体或刀具基体熔接过程中，不会损伤金刚石聚晶片，从而能保持本发明的优良性能。
四、本发明的金属层的硬度低于被切石材的硬度，在割切石材的过程中，金刚石聚晶片的锋刃自始至终露出在外，最充分地投入切石工程，能大幅地提高切石速度和效率。
五、本发明能依靠金属载体或直接与各种金属刀具基体熔接成一体，制成各种石材刀具，如金刚石聚晶齿的直锯条、圆锯片、钻头等。
下面，再用实施例及其附图，对本发明作进一步说明。
附图的简要说明。
图1是本发明的一种复合金刚石聚晶片的结构示意图。
图2是用图1的复合金刚石聚晶片与载体相熔接制成的硬核齿的结构示意图。
图3是原有由陶瓷硬核和合金载体构成的硬核齿的的硬核脱落状态示意图。图中箭头示切削力方向。
图4是用图2的硬核齿制成的直锯条的结构示意图。
图5是用图2的硬核齿制成的圆锯片的结构示意图。
图6是用图2的硬核齿制成的钻头的端面向视示意图。
实施例1
本发明的一种复合金刚石聚晶片，如图1所示。由金刚石聚晶片和金属层复合构成。
上述金刚石聚晶片1，使用生产金刚石单晶片的副产物金刚石颗粒，用通常的方法制造呈长方体形。制造过程中，在金刚石聚晶片长方体的形坯的两相对称的表面，用通常方法覆盖铜基镍钴合金层，在1400℃高温及6万大气压高压下，随金刚石聚晶片的形成，在金刚石聚晶片与金属层相贴的表面同生成碳化镍NiC、碳化钴CoC，从而制成有两个金属层2和3的复合金刚石聚晶片。复合金刚石聚晶片的形状，取决于作为基体的金刚石聚晶片的形状，按照使用需要确定，可以是各种多面体。
上述金属层2和3，也可以是含有能浸润金刚石晶体表面的其他金属元素的其他合金。金属层合金的熔点低于700℃，合金的硬度应在有足够强度的前提下，低于被切石材如花岗石等的硬度。
将本长方体形的复合金刚石聚晶片4，镶嵌在图2的长方体形的载体5的凹口中，并与凹口相配合，再用焊接方法，将金属层2和3与载体相熔接，制成硬核齿。上述载体，可以是有色金属合金、碳钢或不锈钢等金属。
将上述硬核齿6，用焊接方法，按设计要求数量和间距，焊接在通常的钢片7的一侧边上，制成往复式锯机用的直锯条，如图4所示。用同样方法，将硬核齿6焊接在圆钢片8的周缘，制成旋转式锯机用的圆锯片，如图5所示。也可以将硬核齿6焊接在圆柱形钢棒端头或圆形钢管9端部，制成钻进设备用的钻头或环形钻头。如图6所示。
使用本发明的复合金刚石聚晶片，或用本复合金刚石聚晶片的硬核齿，可以制成多种用途的石材割切刀具。
使用本复合金刚石聚晶片制成直锯条，配装在往复式锯机上，其锯切硬花岗石的速度可高达18～20cm/h，即每小时锯切的切口深度为18～20厘米，与已有硬核齿锯相比，其锯切速度提高1～2倍。