本发明属于超硬材料工具制造技术领域，涉及一种金刚石工具的制备方法，具体涉及一种低成本金刚石工具及其制备方法。
背景技术：
金刚石是目前世界上发现并在工业上大量使用的最硬材料，其具有优异的硬度、刚度、耐磨性和热稳定性能，因而被广泛应用于各种切磨工具中，如磨具、刀具、模具及量具等等。其中金属结合剂金刚石工具是以金刚石为切磨材料，以金属粉末作为结合剂，利用粉末冶金或钎焊的方法，经过压制成型、烧结等工艺制备的金刚石工具。其强度高，耐磨性好，在农业、工业、矿业等各个行业中均有大量的应用需求；但粉末冶金法制备工艺复杂，对设备要求高，因而产品的成本相对较高，限制了金刚石工具的应用。
而钎焊加工是使用比基体材料熔化温度低的钎料，采取低于基材固相线而高于钎料液相线的操作温度，通过熔化的钎料将基材连接在一起的一种焊接技术。尽管利用钎焊实现金刚石工具的连接时，其金刚石与基材间的连接强度没有粉末冶金法的高；但利用钎焊法制备金刚石工具，其基材的成型加工方法简单，效率高；同时，钎焊工艺流程相对简单，避免了高温加工过程中对金刚石性能的影响。因而利用钎焊方法制备金刚石工具也是应用研究热点。
然而，金刚石钎焊过程中存在的几个行业痛点一直阻碍了大规模金刚石工具钎焊技术的发展。一方面，金刚石在空气条件下的耐高温性能极差，800℃左右下金刚石开始出现石墨化现象；而在真空条件下，1500℃下开始发生石墨化现象。另一方面，大多数钎料对金刚石的润湿性能差，甚至不能发生润湿；能够进行金刚石钎焊的钎料的液相线温度较高难以实现在800℃以下进行钎焊。受上述因素的影响，目前金刚石工具钎焊加工制造多采用真空钎焊、激光钎焊、感应钎焊、电阻钎焊等。这些钎焊方式多需要在真空条件下进行，无法实现大规模、连续化、自动化的生产，从而制约了金刚石工具的制造效率和制造成本。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种金刚石工具及其制备方法，从而克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供一种金刚石工具的制备方法，包括：
(1)提供工具基体；
(2)将钎焊材料和金刚石原料施加于工具基体表面，其中，所述钎焊材料包括银基钎料、镍基钎料、镍铁钎料、铜基钎料和钛基钎料中的任意一种；
(3)在保护性气氛中，使步骤(2)最终所获基体复合结构连续通过可控气氛的自动化网带炉的加热区进行钎焊处理，之后进行后处理，获得金刚石工具。
进一步地，步骤(3)中，所述保护性气氛包括氨分解气、氢气或惰性气体气氛中的一种或两种的组合。
进一步地，步骤(3)中，所述预热区的温度控制范围为室温-400℃，升温速率为5-15℃/min，升温区的温度控制范围为400-900℃,升温速率为10-30℃/min；所述焊接区的温度控制范围为900-1200℃/min；升温速率为3-15℃/min；所述冷却区以20-50℃/min的冷却速度进行降温，直至降至室温。
进一步地，步骤(3)中，所述后处理包括退火处理和/或整形处理。
本发明还提供了由前述任一种方法制备的金刚石工具。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过调整钎焊材料与钎焊工艺的匹配，采用曲线式升温方式，实现了在可控气氛连续化钎焊工艺条件下，批量连续加工制备金刚石工具，因而采用价格低廉的可控气氛连续化钎焊工艺替换现有的真空钎焊等钎焊工艺实现金刚石工具的大批量、连续化加工，可以大幅提高金刚石工具的制备效率，有效降低制备成本。
(2)本发明中采用特定的钎焊材料可以实现在非真空条件下，在900-1200℃的环境下实现金刚石的有效钎焊，所获得的金刚石工具的金刚石层不易剥离脱落，进而大大提高了金刚石工具的使用寿命；其中，连续化钎焊工艺焊接温度较真空钎焊等有所下降，避免对基体和金刚石的热损伤，且采用气氛保护，可以避免金刚石在钎焊温度下发生石墨化的现象，从而实现金刚石的有效钎焊。
具体实施方式
在现有的钎焊技术中，可控气氛连续化钎焊因其无需真空环境，对设备的精密度要求降低，可实现连续大批量、低成本生产，其已被广泛应用于各种不锈钢工具的钎焊加工中。出于提高金刚石工具的加工效率，降低加工成本的考虑，使用可控气氛连续化钎焊加工制造金刚石工具必然是后续的发展趋势。
鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是针对金刚石钎焊技术中的行业痛点，通过调整钎焊材料与钎焊工艺的匹配，实现了在可控气氛连续化钎焊工艺条件下，批量连续加工制备金刚石工具。如下将对该技术方案、其实施过程及原理作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供了一种金刚石工具的制备方法，包括如下步骤：
(1)提供工具基体；
(2)将钎焊材料和金刚石原料施加于工具基体表面，其中，所述钎焊材料包括银基钎料、镍基钎料、镍铁钎料、铜基钎料和钛基钎料中的任意一种；
(3)在保护性气氛中，使步骤(2)最终所获基体复合结构连续通过可控气氛的自动化网带炉的加热区进行钎焊处理，之后进行后处理，获得金刚石工具。
在本发明的一些优选方案中，步骤(2)可以具体包括：将钎焊材料施加于工具基体表面，形成钎焊材料层，然后将金刚石原料施加于所述钎焊材料层表面，形成基体/钎焊材料层/金刚石层结构，获得所述基体复合结构。
在本发明的另一些优选方案中，步骤(2)还可以具体包括：将钎焊材料与金刚石原料混合均匀，形成混合物，之后将所述混合物施加于工具基体表面，形成基体/混合物层结构，获得所述基体复合结构。
在一些优选实施例中，所述银基钎料可以包括ag78cu28-ti、ag66cu26等中的任意一种或几种，且不局限于此。
在一些优选实施例中，所述镍基钎料可以包括bni2、bni5、bni6、bni7等中的任意一种或两种以上的组合，且不局限于此。
在一些优选实施例中，镍铁钎料可以是由标准镍基钎焊合金粉末和铁粉按比例的混合物。
进一步地，所述钎焊材料优选标准镍基钎焊合金粉末和羰基铁粉按比例的混合物。
更进一步地，所述标准镍基钎焊合金包括bni2、bni5、bni7等中的任意一种或两种以上的组合，且不局限于此。
在一些优选实施例中，所述金刚石原料包括天然金刚石、人工金刚石、单晶金刚石、聚晶金刚石等中的任意一种或两种以上的组合，且不局限于此。
进一步地，所述金刚石原料的粒径为40-2000目。
在一些优选实施例中，至少采用丝网印刷、涂覆、点涂、浸渍中的任一种方式将所述钎焊材料施加于工具基体表面。
在一些优选实施例中，采用丝网印刷或自动化点涂的方式将所述钎焊材料施加于工具基体表面。
进一步地，所述钎焊材料层的厚度为0.3mm-0.7mm，亦即，所述钎焊材料在刀具基体表面上的厚度控制在0.3mm-0.7mm。
在一些优选实施例中，所述制备方法包括：至少采用印刷、人工喷洒、蘸取中的任一种方式将所述金刚石原料施加于所述钎焊材料层表面。
进一步地，所述制备方法包括：将金刚石原料与钎焊材料按照质量比为1:10-20均匀混合，获得所述混合物。
进一步地，所述制备方法具体包括：将金刚石原料分批加入钎焊材料中，并均匀分散。
在一些优选实施例中，所述制备方法包括：至少采用丝网印刷、涂覆、点涂、浸渍中的任一种方式将所述混合物施加于工具基体表面。
进一步地，采用丝网印刷或自动化点涂的方式将所述混合物施加于工具基体表面。
进一步地，所述混合物层的厚度为0.3mm-0.7mm，亦即，钎焊材料与金刚石材料混合物层在刀具基体表面上的厚度控制在0.3mm-0.7mm。
在一些优选实施例中，步骤(3)中，所述保护性气氛包括氨分解气、氢气、惰性气体气氛等中的一种或两种的组合，且不局限于此。
进一步地，所述惰性气体包括氦气、氩气等中的一种或两种的组合，且不局限于此。
进一步地，步骤(3)中，所述预热区的温度控制范围为室温-400℃，升温速率为5-15℃/min，升温区的温度控制范围为400-900℃,升温速率为10-30℃/min；所述焊接区的温度控制范围为900-1200℃/min；升温速率为3-15℃/min；所述冷却区以20-50℃/min的冷却速度进行降温，直至降至室温。
本发明实施例中的可控气氛自动化网带炉的加热区，包括预热区、升温区、焊接区以及冷却区多个区域，可以实现基体复合结构在网带炉的网带上，在以一定速率前进的过程中，基体复合结构件的温度呈曲线式上升至钎焊温度实现金刚石工具的焊接；利用网带炉可以实现动态条件下连续化大批量钎焊金刚石工具，其可根据不同工具基体的形状、尺寸等特点，通过调整网带炉的网带速率、炉内不同加热区域的温度控制区间范围和升温速率，实现对工具基体的动态钎焊，并保证钎焊的质量和品质。
进一步地，步骤(3)中，所述后处理包括退火处理和/或整形处理。
进一步地，步骤(1)还包括：对工具基体进行预处理。
进一步地，所述预处理包括清洗、干燥、退火处理中的任意一种或两种以上的组合。
在本发明技术方案中，对于后处理中的退火处理、整形处理，及预处理中的清洗、干燥和退火处理均为常规工艺，且不是本技术方案要保护的关键点，因此在本技术实施方案中不进行详细阐述。
进一步地，所述工具基体的材质包括易车铁、45#钢、钨钢、碳钢、合金钢、工具钢、刀具钢、弹簧钢、65mn钢、65si2mn钢等中的任意一种或两种以上的组合，且不局限于此。
其中，作为本发明的一较为具体的实施例，所述连续大批量、低成本钎焊金刚石工具的制备方法，其具体包含如下步骤：
1)根据工具的实际需求机加工制备获得工具基体，对基体进行预处理；
2)对步骤1)预处理后的工具基体进行步骤2.1或步骤2.2：
所述步骤2.1具体为：通过布料，将钎焊材料在工具基体上形成钎焊材料层，再将金刚石原料形成与钎焊材料层上，获得基体/钎焊材料层/金刚石层结构；
或者，所述步骤2.2具体为：将金刚石原料与钎焊材料混合形成糊状物，将其在工具基体上形成钎焊材料与金刚石材料混合物层；
3)将工具摆放于连续化钎焊网带炉的网带上，在非空气气氛下，依次通过钎焊网带炉，完成钎焊获得金刚石工具成品；
4)对钎焊后的金刚石工具进行后处理。
其中步骤2)中将钎焊材料与金刚石混合形成的糊状物的制备过程为，将金刚石与钎焊材料按1:10-20质量比例称取物料，将钎焊物料进行分散，在搅拌状态下，分次加入金刚石颗粒实现金刚石在混合物中的均匀分散。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述任一种方法制备的金刚石工具。
藉由上述技术方案，本发明通过调整钎焊材料与钎焊工艺的匹配，实现了在可控气氛连续化钎焊工艺条件下，批量连续加工制备金刚石工具，因而采用价格低廉的可控气氛连续化钎焊工艺替换现有的真空钎焊等钎焊工艺实现金刚石工具的大批量、连续化加工，可以大幅提高金刚石工具的制备效率，有效降低制备成本。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，进一步阐明该发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，但其中的实验条件和设定参数不应视为对本发明基本技术方案的局限。并且本发明的保护范围不限于下述的实施例。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种金刚石刀头，采用钨钢作为基体材料加工成刀头基体，采用bni7作为合金相材料，选择市面上的bni7糊状钎焊膏作为原料，在需要增韧的刀头侧面上形成钎焊膏层，钎焊膏的涂覆厚度为0.3mm，再蘸取金刚石颗粒形成刀头/钎焊膏/金刚石结构层；将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氦气气氛下，过炉获得刀头成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
对比例1
其余参数与实施例1保持一致，将钎焊膏的涂覆厚度控制为0.2mm。
实施例2
其余参数与实施例1保持一致，将钎焊膏的涂覆厚度控制为0.5mm。
实施例3
其余参数与实施例1保持一致，将钎焊膏的涂覆厚度控制为0.7mm。
对比例2
其余参数与实施例1保持一致，将钎焊膏的涂覆厚度控制为0.8mm。
将实施例1-3及对比例1-2的具体试验结果记录于表1中。
表1
由表1可知，钎焊材料的涂覆厚度应当控制于一定范围内，钎焊材料的涂覆厚度过低，其刀具使用寿命有限；钎焊材料的涂覆厚度，工具的使用寿命开始呈下降趋势，且涂覆厚度越大，制备成本越高，综合成本及使用寿命考虑，钎焊材料的涂覆厚度一般控制在0.3mm-0.7mm。
实施例4
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为合金相材料，选择市面上的bni2和bni7糊状钎焊膏作为原料；将金刚石与糊状合金材料按质量比为1：10的比例进行混合获得糊状混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的混合物层，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
对比例3
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为合金相材料，选择市面上的bni2和bni7糊状钎焊膏作为原料；将金刚石与糊状合金材料按质量比为1：9的比例进行混合获得糊状混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的混合物层，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
实施例5
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为合金相材料，选择市面上的bni2和bni7糊状钎焊膏作为原料；将金刚石与糊状合金材料按质量比为1：15的比例进行混合获得糊状混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的混合物层，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
实施例6
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为合金相材料，选择市面上的bni2和bni7糊状钎焊膏作为原料；将金刚石与糊状合金材料按质量比为1：20的比例进行混合获得糊状混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的混合物层，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
对比例4
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为合金相材料，选择市面上的bni2和bni7糊状钎焊膏作为原料；将金刚石与糊状合金材料按质量比为1：21的比例进行混合获得糊状混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的混合物层，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
将实施例4-6及对比例3-4的具体试验结果记录于表2中。
表2
由表2可知，金刚石与糊状合金材料质量比应当控制于一定范围内，才能保证刀具具有较长的使用寿命。
在一些具体实施例中，为了进一步评价低成本镍铁钎焊材料与传统钎焊材料的焊接性能，本发明采用的对比试验的方式，依托金刚石刀具的使用寿命，对不同钎焊材料进行了比较。实验中记录实际使用过程中，不同刀具样品的具体使用时间，实现对钎焊后刀具切割效率的评估。
实施例7
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为镍基钎焊材料，加入质量含量为10％的1000目羰基铁粉；称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将混合后的镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为室温，升温速率为5℃/min，加热区温度范围为400℃，升温速率为10℃/min，焊接区的温度范围为900℃，升温速率为3℃/min；冷却区的冷却速率为20℃/min，直至降至室温。
对比例5
一种金刚石刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2和bni7按质量比为1:1的混合物作为镍基钎焊材料，称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将混合后的镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为室温，升温速率为5℃/min，加热区温度范围为400℃，升温速率为10℃/min，焊接区的温度范围为900℃，升温速率为3℃/min；冷却区的冷却速率为20℃/min，直至降至室温。
实施例8
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2作为镍基钎焊材料，加入质量含量为10％的1000目羰基铁粉；称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为200℃，升温速率为10℃/min，加热区温度范围为650℃，升温速率为20℃/min，焊接区的温度范围为1050℃，升温速率为9℃/min；冷却区的冷却速率为35℃/min，直至降至室温。
对比例6
一种金刚石，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2作为镍基钎焊材料，称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为200℃，升温速率为10℃/min，加热区温度范围为650℃，升温速率为20℃/min，焊接区的温度范围为1050℃，升温速率为9℃/min；冷却区的冷却速率为35℃/min，直至降至室温。
实施例9
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni7作为镍基钎焊材料，加入质量含量为10％的1000目羰基铁粉；称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
对比例7
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni7作为镍基钎焊材料，称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为15℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为30℃/min，焊接区的温度范围为1200℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为50℃/min，直至降至室温。
对比例8
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2作为镍基钎焊材料，加入质量含量为10％的1000目羰基铁粉；称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为20℃/min，加热区温度范围为700℃，升温速率为25℃/min，焊接区的温度范围为800℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为40℃/min，直至降至室温。
实验结构显示当焊接温度过低时钎焊料未能充分熔融，金刚石和钎焊料团聚在工具基材表面，焊接失败。
对比例9
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和低二切削面相交形成的刃部的结构；采用bni2作为镍基钎焊材料，加入质量含量为10％的1000目羰基铁粉；称取适量的纯水和黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，空气气氛下，过炉获得刀具成品；其中网带炉的预热区温度范围为400℃，升温速率为20℃/min，加热区温度范围为900℃，升温速率为25℃/min，焊接区的温度范围为1050℃，升温速率为15℃/min；冷却区的冷却速率为40℃/min，直至降至室温。
实验结构显示钎焊料在空气条件下发生氧化，导致材料未能发生熔融，金刚石和钎焊料团聚在工具基材表面，焊接失败。
将实施例7-9及对比例5-9的具体试验结果记录于表3中。。
表3
由表3可知，在标准的镍基钎焊材料中加入适量的铁粉后，其所获得的金刚石工具的使用寿命明显加长，效果更优，进一步地体现出所获得的金刚石工具的金刚石层不易剥离脱落。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。
1.一种金刚石工具的制备方法，其特征在于包括：
(1)提供工具基体；
(2)将钎焊材料和金刚石原料施加于工具基体表面，其中，所述钎焊材料包括银基钎料、镍基钎料、镍铁钎料、铜基钎料和钛基钎料中的任意一种；
(3)在保护性气氛中，使步骤(2)最终所获基体复合结构连续通过可控气氛的自动化网带炉的加热区进行钎焊处理，之后进行后处理，获得金刚石工具。
2.根据权利要求1所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于包括：将钎焊材料施加于工具基体表面，形成钎焊材料层，然后将金刚石原料施加于所述钎焊材料层表面，形成基体/钎焊材料层/金刚石层结构，获得所述基体复合结构。
3.根据权利要求1所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于包括：将钎焊材料与金刚石原料混合均匀，形成混合物，之后将所述混合物施加于工具基体表面，形成基体/混合物层结构，获得所述基体复合结构。
4.根据权利要求1所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于：所述银基钎料包括ag78cu28-ti和/或ag66cu26；和/或，所述镍基钎料包括bni2、bni5、bni6和bni7中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述镍铁钎料包括由标准镍基钎焊合金和铁的混合物，优选的，所述镍铁钎料为标准镍基钎焊合金和羰基铁粉的混合物；尤其优选的，所述标准镍基钎焊合金包括bni2、bni5、bni7中的任意一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1或2或3所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于：所述金刚石原料包括天然金刚石、人工金刚石、单晶金刚石、聚晶金刚石中的任意一种或两种以上的组合，和/或，所述金刚石原料的粒径为40-2000目。
6.根据权利要求2所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于包括：至少采用丝网印刷、涂覆、点涂、浸渍中的任一种方式将所述钎焊材料施加于工具基体表面，优选为丝网印刷或自动化点涂的方式；和/或，所述钎焊材料层的厚度为0.3mm-0.7mm；
和/或，所述制备方法包括：至少采用印刷、人工喷洒、蘸取中的任一种方式将所述金刚石原料施加于所述钎焊材料层表面。
7.根据权利要求3所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于包括：将金刚石原料与钎焊材料按照质量比为1:10-20均匀混合，获得所述混合物；优选的，所述制备方法具体包括：将金刚石原料分批加入钎焊材料中，并均匀分散；
和/或，所述制备方法包括：至少采用丝网印刷、涂覆、点涂、浸渍中的任一种方式将所述混合物施加于工具基体表面，优选为丝网印刷或自动化点涂的方式；和/或，所述混合物层的厚度为0.3mm-0.7mm。
8.根据权利要求1所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述保护性气氛包括氨分解气、氢气和/或惰性气体气氛；优选的，所述惰性气体包括氦气和/或氩气；
和/或，所述可控气氛的自动化网带炉的加热区包括预热区、升温区、焊接区以及冷却区，优选的，所述预热区的温度控制范围为室温-400℃，升温速率为5-15℃/min，升温区的温度控制范围为400-900℃,升温速率为10-30℃/min；所述焊接区的温度控制范围为900-1200℃/min；升温速率为3-15℃/min；所述冷却区以20-50℃/min的冷却速度进行降温，直至降至室温；
和/或，所述后处理包括退火处理和/或整形处理。
9.根据权利要求1所述的金刚石工具的制备方法，其特征在于，步骤(1)还包括：对工具基体进行预处理；优选的，所述预处理包括清洗、干燥、退火处理中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述工具基体的材质包括易车铁、45#钢、钨钢、碳钢、合金钢、工具钢、刀具钢、弹簧钢、65mn钢和65si2mn钢中的任意一种或两种以上的组合。
10.由权利要求1-9中任一项所述方法制备的金刚石工具。
技术总结