一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108908148A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810663909.3(22)申请日2018.06.26(71)申请人苏州科技大学地址215009江苏省苏州市高新区科锐路1号(72)发明人卢金斌马振武冯杰吴永忠朱其新汪帮富蒋全胜张旺玺殷振曹自洋(51)Int.Cl.B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法(57)摘要本发明公开了一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法，采用机加工制作砂轮基体，将Co、NiP、Cr、TiH2、Cu合金化后气体雾化制作钎料，在保护气氛中感应加热的条件下对立方氮化硼磨粒实现高温钎焊，由于钎料中含有一定TiH2有利于避免Ti的氧化，能够实现大直径砂轮的制造。钎料由五种元素组成，能够形成高熵合金，有利于提高立方氮化硼砂轮的高温性能。CN108908148ACN108908148A权利要求书1/1页1.一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法，其特征在于，所述的制作方法包括下述工艺步骤：步骤一、砂轮基体的制作：采用机加工的方法制备所需要单层立方氮化硼砂轮的砂轮基体，并对砂轮基体除油除锈；步骤二、将金属粉Co、NiP、Cr、TiH2、Cu按一定比例组成混合粉末，采用高温熔化后实现合金化，惰性气体雾化制作钎料；2步骤三、将9~15g/cm压敏胶涂在钢基体表面，将立方氮化硼磨粒均匀粘结在砂轮基体表面，将钎料均匀撒在立方氮化硼和砂轮基体表面，去除未粘结的多余钎料，立方氮化硼粒度为120~300μm；步骤四、采用感应加热，在惰性气体保护中加热至钎料熔化后进行钎焊，冷却后立方氮化硼磨粒钎焊固定于砂轮基体表面即为成品。2.根据权利要求1所述的一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征在于：所述的钎料纯度超过99.9%，按质量比取18~21%的Co粉、18~21%的NiP粉、16~18%的Cr粉、18.5~21%的Cu粉、16~21%的TiH2粉，其中NiP为含P7-8%质量的Ni基钎料。3.根据权利要求1所述的一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征在于：所述的感应加热的工艺是：钎焊温度为1070~1140℃，保温30-120秒，放入沙坑中进行缓冷，即为成品；另外，设置充满惰性气体的气罩以实现惰性气体保护。4.根据权利要求1所述的一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征在于：所述的感应加热，其感应加热电流的工作频率在1.2MHz-1.8MHz之间，感应加热电流在10A-30A之间，进行感应加热钎焊。5.根据权利要求3所述的一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征在于：所述的保护气罩，该保护气罩与惰性气体源连接，惰性气体采用Ar气。6.根据权利要求1所述的一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征在于：所述砂轮基体材料为45钢或65Mn钢。2CN108908148A说明书1/3页一种高熵合金钎焊立方氮化硼砂轮的制作方法技术领域[0001]本发明属于磨料磨具技术领域，更具体涉及一种单层立方氮化硼砂轮的制备方法。背景技术[0002]磨料磨具素有工业牙齿之称，是国民经济尤其是装备制造业不可或缺的一部分。立方氮化硼具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，其硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。立方氮化硼砂轮磨削性能优异，能够高效磨削难加工金属材料，具有生产率高、磨削质量优的特点。采用立方氮化硼砂轮使得磨削发生了革命性变化，是磨削技术的又一次飞跃。随着立方氮化硼磨粒的价格下降，对强韧金属、淬火钢的直接磨削加工采用立方氮化硼磨具的应用愈来愈多。[0003]钎焊能够实现立方氮化硼强力把持，但立方氮化硼工具对钎料具有很高的工艺要求：①为使钎料对立方氮化硼呈现良好的润湿性，钎料中通常应含有活性元素Ti，其能够与立方氮化硼进行界面反应形成氮化物、硼化物，提高了钎料对立方氮化硼的润湿性；②由于金属材料的加工会产生大量的磨削热，钎料应具有较高的高温性能。高熵合金是一种以多种组元为基的合金，其微观组织大多为固溶体，由于具有多种元素的固溶强化，其高温性能、强度较高，而固溶体具有较高的韧性，在含有一定的活性元素后适于钎焊立方氮化硼。发明内容[0004]本发明所要解决的问题是制造大直径的立方氮化硼砂轮，并提高结合剂对立方氮化硼的把持力和高温性能，以充分发挥立方氮化硼磨削难加工金属材料的优异性能。由于立方氮化硼具有优异的化学稳定性，使得普通金属很难实现良好润湿，添加适量Ti的钎料能够润湿立方氮化硼。采用感应钎焊可以实现大直径砂轮的一次性完成钎焊，避免了小块焊后组装的弊端，具有尺寸精度高的优点。但当大直径砂