CN1872496A

CN1872496A - 一种单层金刚石磨削工具及其制造方法

Info

Publication number: CN1872496A
Application number: CN 200510075742
Authority: CN
Inventors: 陈铨祥
Original assignee: Xiamen Jiapin Diamond Industry Coltd
Current assignee: Xiamen Jiapin Diamond Industry Coltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-06

Abstract

本发明涉及一种单层金刚石磨削工具及其制造方法，该工具的磨料颗粒大小一致、均匀分布于基体表面，而且具有相同的裸露高度，能防止磨料颗粒脱落、提高工具的锋利度和使用寿命。该制造方法采用抽气网板使磨料颗粒均匀分布于基体表面，使制造过程方便快捷，减少了手工补粒的比例。

Description

一种单层金刚石磨削工具及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种磨削工具及其制造方法，具体地说是指一种单层金刚石磨削工具。

背景技术

单层金刚石磨削工具主要应用于软质多孔材料的修整、硬脆材料的磨削和材质表面糙化等场合，目前国内使用的单层金刚石磨削工具大多是采用电镀工艺或硬焊的方法制成，磨料颗粒只是被包埋镶嵌在金属中，金属和磨料之间的结合面上不存在牢固的化学结合，因而把持力不大。由于磨料颗粒是非均匀分布于基体表面，所以，磨料颗粒突出于基体的高度不一，在负荷较重的磨削作业中，磨料颗粒受力不均，较突出的磨料颗粒不仅会损伤加工件而且较易脱落，从而影响磨削速度和质量。为增加焊接层的把持力就必须增加焊接层厚度，磨料颗粒突出于基体的高度小于50％，其结果是磨料颗粒裸露高度和容屑空间减小，砂轮容易堵塞，影响工具的使用寿命。

所以，迫切需要一种磨料颗粒大小均一且均匀分布于基体表面的单层金刚石磨削工具，需要一种磨料颗粒具有相同的裸露高度的单层金刚石磨削工具，需要一种能防止磨料颗粒脱落的单层金刚石磨削工具。

发明内容

本发明提供一种单层金刚石磨削工具及其制造方法，该工具的磨料颗粒大小均一、均匀分布于基体表面，而且具有相同的裸露高度，能防止磨料颗粒脱落。

本发明采用下述的方案：

本发明的单层金刚石磨削工具，包括一基体和金刚石磨料，金刚石磨料颗粒通过一钎焊层固定于基体上，金刚石磨料呈矩阵排列并以相同的高度突出于该基体表面，其裸露高度为磨料颗粒的20～80％。其中钎焊层为含钛至少为3％重量百分比的铜合金，基体材质为金属或陶瓷。由于采用含钛的铜合金为钎焊层，金刚石磨料颗粒与钎焊层之间会形成一碳化钛层，增强了金刚石磨料颗粒与钎焊层之间的把持力，使金刚石磨料颗粒不易脱落。同时，由于金刚石磨料排列均匀，裸露高度大且基本一致，所以其具有较好的锋利度，磨削效果佳，容屑量大，延长了工具的使用寿命。

为提高金刚石磨削工具在腐蚀性环境中使用寿命，一种较佳的方式，于金刚石磨料和钎焊层表面覆盖一层防腐层，该防腐层可为电镀镍、陶瓷釉料、氮化钛或类金刚石涂层中的任一种，其厚度约为1～5μm。

本发明的单层金刚石磨削工具采用的制造方法，包括下列步骤：

1.将金刚石磨料按预设的排列方式粘结于基体表面上；

2.形成将金刚石磨料固定于基体表面上的钎焊层。

对于设有防腐层的单层金刚石磨削工具，还包括在金刚石磨料和钎焊层外表面上覆盖一防腐层的步骤。该步骤可采用电镀法和物理气相沉积法，均为公知的方法。

该制造方法的具体流程如下：

1.在经过处理的基体表面上均匀涂设一层胶层。

2.利用抽气机在网板一侧抽气将金刚石磨料颗粒吸附于网板孔中。该网板孔按预设的矩阵排列，其宽度小于金刚石磨料颗粒的宽度。当抽气机向上抽气，使网板上方压力变小，金刚石磨料颗粒在气压的作用下，吸附于网孔下方。

3.将磨料颗粒以相同的高度粘附于胶层上并移除网板。由于网板孔具有相同的孔径，使吸附于网板孔中的金刚石磨料颗粒大小一致，当金刚石磨料颗粒在网板的作用下粘附于胶层上时，就可使金刚石磨料颗粒按网板孔的矩阵排列并以相同的高度突出于该基体表面。

4.于粘附有金刚石磨料颗粒的基体表面上均匀铺洒钎焊料粉末，进行第一次焊接，将金刚石磨料颗粒固定在基体上，并使胶层烧毁。

5.于焊接有金刚石磨料颗粒的基体表面上再次均匀铺洒钎焊料粉末至所需要的量，并进行第二次焊接，使钎焊层达到所需的厚度。

上述的焊接方法可采用真空钎焊或其他公知的钎焊方法。

金刚石磨料颗粒在基体上的排列可采用下述方式：

1.任意相邻三粒金刚石磨料颗粒呈正三角形排列。

2.任意相邻四粒金刚石磨料颗粒呈正方形排列。

由于采用抽气机将金刚石磨料颗粒吸附于网板孔中，使粘附于胶层上的磨料颗粒大小更一致，排列更规则，减少了手工补充或调整磨料颗粒的比例，大大提高了生产效率。采用这种方法，手工进行补充或调整磨料颗粒比例小于10％。

由于采用二次钎焊，使钎焊过程更易控制，钎焊层的厚度更精确。

附图说明

图1为现有单层金刚石磨削工具结构示意图；

图2为本发明的单层金刚石磨削工具结构示意图；

图3为本发明的覆盖防腐层的单层金刚石磨削工具结构示意图；

图4为图2中A处的详细结构图；

图5为涂有胶层的基体结构示意图；

图6为金刚石磨料颗粒吸附于网板上的结构示意图；

图7为金刚石磨料颗粒粘附于胶层的结构示意图；

图8为移除网板后金刚石磨料颗粒粘附于胶层的结构示意图；

图9为钎焊料粉末铺洒于金刚石磨料颗粒上的结构示意图；

图10为本发明的金刚石磨料颗粒呈正方形排列的结构示意图；

图11为本发明的金刚石磨料颗粒呈正三角形排列的结构示意图

图12为本发明与现有的金刚石工具磨削时间对比示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参照图1，现有单层金刚石磨削工具的金刚石磨料颗粒2非均匀分布于基体1表面，且裸露高度不一，极易从焊接层3脱落，造成焊接层3直接与加工件表面接触，加剧了焊接层3的磨损速度。

实施例一：

参照图2、图4、图10，不含防腐层的单层金刚石磨削盘，金刚石磨料颗粒2通过钎焊层3固定于基体1上，金刚石磨料颗粒2与钎焊层3之间形成一层碳化钛层21，金刚石磨料2呈正三角形排列，其裸露高度约为磨料颗粒2的80％。其中金刚石磨料颗粒2采用大小约为200微米的金刚石砂，钎焊层3为含钛为11％重量百分比的铜合金。

该磨削盘具有较好的锋利度，磨削效果佳，容屑量大，该工具的使用寿命是现有的工具的1.5～2倍。

参照图5至图9，其制造过程包括下列步骤：

1.在经过清洗、喷砂处理后的基体1表面上涂设胶层6；

2.用抽气机向上抽气，将金刚石磨料颗粒2吸附于网板5的孔中；

3.将金刚石磨料颗粒2粘附于胶层6上并移除网板5；

4.在金刚石磨料颗粒2和胶层6上均匀铺洒钎焊料粉末31，置于真空炉中在1000℃温度下进行真空钎焊，此过程进行二次直至钎焊层3达到所需的厚度。

实施例二：

参照图3，按照实施例一的方法制作单层金刚石磨削工具，于金刚石磨料颗粒2和钎焊层3上覆盖一层防腐层4，防腐层4为陶瓷釉料，其厚度为2μm，采用物理气相沉积法制得。该工具在酸性环境中的使用寿命是现有磨削工具的2.5倍以上。

上述仅为本发明的二个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，如：本发明中的金刚石磨料也可用其它超硬磨料如氮化硼代替，凡利用本发明的构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1、一种金刚石磨削工具，包括一基体、大量的金刚石磨料和使金刚石磨料固定于基体上的钎焊层，其特征在于：金刚石磨料呈矩阵排列并以相同的高度突出于该基体表面，所述的钎焊层为含钛至少为3％重量百分比的铜合金。

2、如权利要求1所述的一种金刚石磨削工具，其特征在于：所述的基体材质为金属或陶瓷。

3、如权利要求1所述的一种金刚石磨削工具，其特征在于：所述的金刚石磨料突出于基体表面的高度为磨料颗粒高度的20～80％。

4、如权利要求1所述的一种金刚石磨削工具，其特征在于：所述的金刚石磨料和钎焊层表面覆盖一层防腐层，该防腐层为电镀镍、陶瓷釉料、氮化钛或类金刚石涂层中的任一种。

5、如权利要求1所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，包括下列步骤：

A.将金刚石磨料按预设的排列方式粘结于基体表面上；

B.形成将金刚石磨料固定于基体表面上的钎焊层。

6、如权利要求5所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，其特征在于：所述的钎焊层为含钛至少为3％重量百分比的合金，所述的基体材质为金属或陶瓷。

7、如权利要求5所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，其特征在于：所述的将金刚石磨料按预设的排列方式粘附于基体表面上的过程包括下列步骤：

A.在基体表面涂设胶层；

B.将金刚石磨料颗粒吸附于网板孔中；

C.将吸附于网板孔中的金刚石磨料颗粒粘附于胶层上；

8、如权利要求7所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，其特征在于：所述的网板孔按矩阵排列，其孔径小于金刚石磨料颗粒的粒径。

9、如权利要求7所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，其特征在于：将金刚石磨料颗粒吸附于网板孔的方法为用抽气机在网板一侧抽气。

10、如权利要求5所述的一种金刚石磨削工具的制造方法，其特征在于：所述的形成钎焊层的过程包括下列步骤：

A.于粘附有金刚石磨料颗粒的基体表面上均匀铺洒钎焊料粉末，进行第一次焊接，将金刚石磨料颗粒固定在基体上；

B.于焊接有金刚石磨料颗粒的基体表面上再次均匀铺洒钎焊料粉末至所需要的量，并进行第二次焊接。