CN105252448B

CN105252448B - 一种干磨金刚石磨轮的制备工艺

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Publication number: CN105252448B
Application number: CN201510707511.1A
Authority: CN
Inventors: 邱瑜铭; 方利灵; 董先龙
Original assignee: Jiangsu Feng Tai Tools Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Feng Tai Tools Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: CN105252448A

Abstract

本发明公开了一种干磨金刚石磨轮的制备工艺，属于建筑材料用磨具技术领域。所述金刚石磨轮包括磨轮基体和设于磨轮基体上的金刚石刀头；该金刚石磨轮的制备过程为：所述金刚石刀头是将原材料粉末混合均匀后，经热压烧结成型制成；再通过钎焊工艺将所述金刚石刀头与磨轮基体焊接为一体，制成金刚石磨轮；热压烧结的工艺参数为：烧结温度为670～730℃，压力150～250kg/cm²，保温时间1～2分钟；钎焊工艺参数为：钎焊温度700‑780℃，钎焊时间10‑15秒。本发明刀头机械性能提高，能够更好的在干磨过程中有效磨削，同时通过采用特定的钎焊工艺，使刀头与基体结合强度满足实际需求。

Description

一种干磨金刚石磨轮的制备工艺

技术领域

本发明涉及建筑材料用磨具技术领域，具体涉及一种干磨金刚石磨轮的制备工艺，所制备的磨轮主要用于建筑材料(混凝土，钢筋混凝土等，鹅卵石地面)和建筑装饰石材的打磨处理。

背景技术

金刚石磨轮是金刚石工具中的一种，主要适用于各类耐火材料表面的平面磨削加工处理，产品采用安装孔结构，易于装卸，具有加工平整度好、磨削效率高、寿命高等优点，可适用于所有国产和进口磨削设备。

金刚石磨轮包括金刚石刀头和磨轮基体，在磨削过程中，当角磨机在高速运转的时候，由于打磨的材料多为不规则形状，在打磨过程中磨轮很容易与材料发生激烈碰撞，打磨产生的砂砾及粉尘等又不能及时排除，进一步毁坏刀头，长期使用导致刀头磨削性能下降以及刀头型面失去准确性。因此，提高刀头材料的机械性能及刀头与磨轮基体的结合强度对于实现高效打磨作业至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干磨金刚石磨轮的制备工艺，所制备的金刚石磨轮其刀头强韧性好，并通过特定钎焊工艺与磨轮基体焊结在一起，刀头与磨轮基体焊接强度高，能够实现高效打磨作业及刀头使用寿命。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种干磨金刚石磨轮的制备工艺，所述金刚石磨轮包括磨轮基体和设于磨轮基体上的金刚石刀头；该金刚石磨轮的制备过程为：所述金刚石刀头是将原材料粉末混合均匀后，经热压烧结成型制成；再通过钎焊工艺将所述金刚石刀头与磨轮基体焊接为一体，制成金刚石磨轮。

该金刚石磨轮的制备过程中，所述热压烧结的工艺参数为：烧结温度为670～730℃，压力150～250kg/cm²，保温时间1～2分钟。

该金刚石磨轮的制备过程中，钎焊工艺中所用钎焊料为银焊片；所述钎焊工艺参数为：钎焊温度700-780℃，钎焊时间10-15秒。

该金刚石磨轮的制备过程中，金刚石刀头所用原材料的化学组成为(wt.％)：铜30-34％，铁32-42％，镍5-10％，钴10-21％，锡1.0-1.5％，石蜡0.10-0.15，稀土元素1.0-2.1％，金刚石1.0-2.4％；或者，金刚石刀头所用原材料的组成为(wt.％)：铜27-32％，铁35-40％，镍4-9％，钴14-20％，锡8-11％，石蜡0.10-0.15，稀土元素1.3-2.0％，金刚石1.4-2.1％；或者，金刚石刀头所用原材料的化学组成为(wt.％)：铜25-30％，铁25-30％，镍5-8％，钴24-30％，锡7-10％，石蜡0.10-0.15，稀土元素1.5-2.2％，金刚石1.7-2.5％。

本发明制备金刚石刀头的原材料粉末中，所用金刚石粉末的粒度范围为30-50目(如30/40目、40/45目或45/50目)，抗压强度30kg。

本发明制备金刚石刀头的原材料粉末中，所述稀土元素为La、Ce和Y中的一种或几种。

本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过在制备刀头原材料中添加Sn、稀土元素等，并控制金刚石粉末粒度，各元素协同作用使得刀头机械性能提高，能够更好的在干磨过程中有效磨削。

2、本发明采用特定的钎焊工艺，使刀头与基体结合强度满足实际需求。

附图说明

图1为本发明干磨金刚石磨轮结构示意图；

图2为本发明干磨金刚石磨轮结构示意图中A-A面剖视图。

图中：1-磨轮基体；2-金刚石刀头；3-方形通孔；4-轴孔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。

本发明为干磨金刚石磨轮的制备工艺，如图1-2所示，所述金刚石磨轮包括磨轮基体1和设于磨轮基体1上的金刚石刀头2；其优选的结构方式如下：

所述磨轮基体1设计为圆盘状，磨轮基体1的外边缘为环形平面；所述金刚石刀头2为多个，均匀分布于磨轮基体的环形平面上；所述圆盘状磨轮基体的中心位置设有用于固定磨轮基体的轴孔4。

所述金刚石刀头为中部开设方形通孔3的圆饼状结构，同时磨轮基体的环形平面上开设环形散热孔，环形散热孔的开设位置与每个金刚石刀头上方形通孔3的位置相对应。

所述圆盘状磨轮基体上在轴孔与环形平面之间的区域分布多个通孔，用于排出磨削废料。

当角磨机在高速运转的时候，由于打磨的材料很多都是形状不规则，在打磨过程中磨轮很容易与材料发生激烈碰撞，刀头外边缘设计成圆角能够更好的减弱碰撞的几率，同时刀头的中心部位做成方形孔，与基体上圆孔相通，可以使打磨过程中的砂砾，粉尘能够及时从刀头的***孔中排除；通过对基体优化设计，刀头孔和基体散热孔可以很好的形成对流，加速气体流通，加快散热来保持磨轮刀头不会过热而导致磨无法工作。有效的解决金刚石胎体在打磨过程中良好的散热性。

上述金刚石磨轮的制备过程为：所述金刚石刀头是将原材料粉末混合均匀后，经热压烧结成型制成；再通过钎焊工艺将所述金刚石刀头与磨轮基体焊接为一体，制成金刚石磨轮；以下实施例的具体制备过程如下：

(1)基体加工：根据图纸要求，车加工，切割所需基体；

(2)金刚石刀头片的烧结成型：

根据具体使用要求，选取所需要配方的原材料铜、铁、镍、钴、锡、磷(或碳)、液体石蜡和金刚石，混匀后通过冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨制备金刚石刀头，其热压烧结温度为670～730℃，压力150～250kg/cm²，保温时间1～2分钟。

(3)钎焊工艺：

将刀头与银焊片一起放在按图纸要求相应的基***置上，调整好焊接位置加热融化银焊片，使刀头和基体焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测；其中钎焊工艺参数为：钎焊温度700-780℃，钎焊时间10-15秒；所用银焊片化学成分为(wt.％)：银12.0％，铜31.2％，磷4.8％，锡1.5％，钛1.0％和余量锌。

(4)打磨、喷漆、检验：

将焊接后干式金刚石磨轮用喷砂机去除焊接造成的基体表面氧化皮，然后用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

实施例1

金刚石刀头原材料为：铜粉3.0kg、铁3.8kg、镍0.83kg、钴1.8kg、锡0.12kg和稀土元素(Ce)0.14kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.13kg和金刚石(粒度30/40目，抗压强度30kg)0.18kg，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与银焊片一起放在按图纸要求相应的基***置上，调整好焊接位置加热融化银焊片，使刀头和基体焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干式金刚石磨轮用喷砂机去除焊接造成的基体表面氧化皮，然后用专用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

本实施例中，热压烧结工艺参数为：热压烧结温度为685℃，压力200kg/cm²，保温时间1～2分钟；钎焊工艺参数为：钎焊温度750℃，钎焊时间10-15秒。

对比例1

与实施例1不同之处在于：金刚石刀头原材料分别为：A配方：铜粉3.0kg、铁3.8kg、镍0.83kg、钴1.8kg、锡0.12kg、稀土元素(Ce)0.35kg，液体石蜡0.13kg和金刚石0.18kg。

B配方：铜粉3.0kg、铁3.8kg、镍0.83kg、钴1.8kg、锡0.12kg、稀土元素(Ce)0.05kg，液体石蜡0.13kg和金刚石0.18kg。

实施例2

金刚石刀头原材料为：铜粉2.7kg、铁3.6kg、镍0.7kg、钴1.6kg、锡1.0kg和稀土元素0.14kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.11kg和金刚石(粒度40/45目，抗压强度30kg)0.15kg，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与银焊片一起放在按图纸要求相应的基***置上，调整好焊接位置加热融化银焊片，使刀头和基体焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干式金刚石磨轮用喷砂机去除焊接造成的基体表面氧化皮，然后用专用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

本实施例中，热压烧结工艺参数为：热压烧结温度为678℃，压力200kg/cm²，保温时间1～2分钟；钎焊工艺参数为：钎焊温度740℃，钎焊时间10-15秒。

对比例2

与实施例2不同之处在于：钎焊工艺参数为：钎焊温度650℃，钎焊时间10-15秒。

实施例3

金刚石刀头原材料为：铜粉2.8kg、铁2.75kg、镍0.58kg、钴2.5kg、锡0.98kg、稀土元素0.21kg，放入混料桶中混30分钟后，添加液体石蜡0.12kg和金刚石(粒度45/50目，抗压强度30kg)0.18kg，继续混料3小时后将粉料灌入模具中冷压成型，热压烧结，砂轮砂带打磨刀头，将刀头与银焊片一起放在按图纸要求相应的基***置上，调整好焊接位置加热融化银焊片，使刀头和基体焊接在一起，然后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，将焊接后干式金刚石磨轮用喷砂机去除焊接造成的基体表面氧化皮，然后用专用砂轮打磨金刚石刀头的工作面，并使金刚石暴露出来，然后进行表面喷漆，烘干，以防止表面生锈，最后以600N/mm²强度标准对每个金刚石刀头进行焊接强度检测，合格后印刷包装入库。

本实施例中，热压烧结工艺参数为：热压烧结温度为670℃，压力200kg/cm²，保温时间1～2分钟；钎焊工艺参数为：钎焊温度745℃，钎焊时间10-15秒。

上述实施例1-3制备的金刚石刀头机械性能测试数据见下表1，其中，金刚石刀头抗弯强度测试：通过将40mm×5mm×5mm的金刚石刀头直接放在相隔30mm的两个支座上，在间隔中间给力，直至试样断裂，测试抗弯强度；磨耗比依据JB3/T3235-1999测定。由表1数据可以看出，各实施例刀头机械性能优异，有利于提高磨削作业中的磨削质量及刀头寿命。

上述实施例1-3制备的金刚石磨轮刀头与基体结合强度测试结果见下表1，由表1数据可以看出，刀头采用新材料后，通过优化钎焊工艺参数，刀头与基体的结合强度达到标准，能够满足使用要求。

表1

Claims

1.一种干磨金刚石磨轮的制备工艺，其特征在于：所述金刚石磨轮包括磨轮基体和设于磨轮基体上的金刚石刀头；该金刚石磨轮的制备过程为：所述金刚石刀头是将原材料粉末混合均匀后，经热压烧结成型制成；再通过钎焊工艺将所述金刚石刀头与磨轮基体焊接为一体，制成金刚石磨轮；

按重量百分含量计，金刚石刀头所用原材料的化学组成为：铜30-34％，铁32-42％，镍5-10％，钴10-21％，锡1.0-1.5％，稀土元素1.0-2.1％，石蜡0.10-0.15，金刚石1.0-2.4％；或者，金刚石刀头所用原材料的组成为：铜27-32％，铁35-40％，镍4-9％，钴14-20％，锡8-11％，稀土元素1.3-2.0％，石蜡0.10-0.15，金刚石1.4-2.1％；或者，金刚石刀头所用原材料的化学组成为：铜25-30％，铁25-30％，镍5-8％，钴24-30％，锡7-10％，稀土元素1.5-2.2％，石蜡0.10-0.15，金刚石1.7-2.5％；

制备金刚石刀头的原材料粉末中，所用金刚石粉末的粒度范围为30-50目，抗压强度30kg；

所述热压烧结的工艺参数为：烧结温度为670～730℃，压力150～250kg/cm²，保温时间1～2分钟；

所述钎焊工艺中，所用钎焊料为银焊片；钎焊工艺参数为：钎焊温度700-780℃，钎焊时间10-15秒。

2.根据权利要求1所述的干磨金刚石磨轮的制备工艺，其特征在于：所用金刚石粉末的粒度范围为30/40目、40/45目或45/50目。

3.根据权利要求1所述的干磨金刚石磨轮的制备工艺，其特征在于：制备金刚石刀头的原材料粉末中，所述稀土元素为La、Ce和Y中的一种或几种。