一种激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105619272B(45)授权公告日2018.05.22(21)申请号201610014651.5(56)对比文件(22)申请日2016.01.11CN103817610A,2014.05.28,说明书第5段-第12段.(65)同一申请的已公布的文献号US2013/0022836A1,2013.01.24,说明书申请公布号CN105619272A第65-71段.(43)申请公布日2016.06.01CN101914768A,2010.12.15,全文.(73)专利权人苏州科技大学CN105195845A,2015.12.30,全文.地址215009江苏省苏州市高新区科锐路1CN104708159A,2015.06.17,全文.号JP特表2013-505842A,2013.02.21,全文.(72)发明人卢金斌马明星王广勋殷振审查员刘科刘威朱其新张旺玺齐文春齐芳娟曹自洋(51)Int.Cl.B24D18/00(2006.01)B23K1/005(2006.01)B23K35/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法(57)摘要本发明涉及一种钎焊单层金刚石工具的方法，属于超硬材料工具制作领域。采用NiCrBSi、CuPSn、TiH2混合作为钎料，其中的TiH2在激光的加热过程中实时分解出H2，避免了高温钎焊过程中金刚石石墨化，因此适宜在空气中用激光束进行钎焊，能够实现金刚石与钢基体的高强度连接，焊后在金刚石的表面形成了一薄层碳化物，Cu基钎料对金刚石的热损伤较小，可用于实现小批量、大尺寸金刚石工具的制作。多种合金化钎料进行混合，大幅降低了钎料的成本，且成分调控方便，使金刚石工具适应于不同工况和材料的加工要求。CN105619272BCN105619272B权利要求书1/1页1.一种激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，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金刚石砂轮基体，并对砂轮基体除油除锈；步骤二、钎料制作：采用纯度超过质量比99.9%的NiCrBSi、CuPSn、TiH2混合制成复合钎料，其比例按15~25%的NiCrBSi、70-80%的CuPSn、2-5%的TiH2，其中NiCrBSi合金粉的质量百分比组成为：C为0.6-1.2%，Cr为12-15%，B为2.5-4.5%，Si为3-4.5%，Ni为75-81%；其中CuPSn的质量百分比组成为：P为5-6%，Sn为2-3%，Cu为91-93%；步骤三、钎料浆液制作：将复合钎料与压敏胶按重量比例混合制成钎料浆液；步骤四、涂覆：钎料浆液与金刚石磨粒按比例混合均匀涂覆固定在砂轮基体表面；步骤五、按底层为金刚石砂轮基体、中层为钎料浆液、上层为金刚石磨粒的顺序制作工具成型毛坯；步骤六、采用激光加热至钎料熔化，激光的功率为870~1030W，扫描速度为50~65mm/2min，光斑面积为16~25mm；钎焊的温度为980~1020℃；冷却后金刚石磨粒固定于砂轮基体表面即为成品；在加热过程中需要采用气罩将分解的H2及时抽走。2.根据权利要求1所述的激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于：所述的钎料浆液由复合钎料与压敏胶以1∶2.3~2.8重量比例混合均匀制成。3.根据权利要求1所述的激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于：所述的金刚石磨粒的粒度为120~450μm，涂覆的钎料浆液厚度为金刚石磨粒平均粒径的95-125％。4.根据权利要求1所述的激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于：所述气罩功率为0.5~1.5kW。2CN105619272B说明书1/3页一种激光钎焊单层金刚石砂轮的制作方法技术领域[0001]本发明属于金刚石工具制作领域，尤其涉及钎焊单层金刚石工具的制造技术。背景技术[0002]目前，在加工硬脆材料方面多采用金刚石工具，其中钎焊单层金刚石工具具有磨粒把持强度高、磨料出露高、工具锋利且磨料有效利用率高、寿命长等优异特性，有着广泛的应用。此外，钎焊工艺对环境基本无污染，因此，钎焊金刚石工具被广泛看作是电镀工具的最佳换代产品。[0003]钎焊多采用含有活性元素（如Cr、Ti、V、W）的Ni、Ag、Cu基合金化钎料，合金化钎料具有成分均匀、熔点较低等优点，但钎焊单层金刚石工具多采用粉状钎料，粉状合金化钎料需要首先合金熔炼然后雾化，在制造过程中需要保护气氛，因此不仅制作成本高，而且存在成分不易调控的缺点，金刚石工具的使用范围较广，不同的被加工材料和工况条件对工具性能有不同的要求，因此，钎焊金刚石工具对钎料的熔点、成分、耐磨性的要求与普通钎料存在差异，有其特殊性和多样性。[000