高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法.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CN105414800A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201610014653.4(22)申请日2016.01.11(71)申请人苏州科技学院地址215009江苏省苏州市高新区科锐路1号(72)发明人卢金斌殷振齐文春李华王志新马明星曹自洋齐芳娟(51)Int.Cl.B23K35/30(2006.01)B23K1/002(2006.01)B23K1/06(2006.01)B24D5/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法(57)摘要本发明提供一种高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，包括以下步骤：首先制作砂轮基体和钎料，然后布置钎料和金刚石磨粒，最后超声波辅助高频感应加热钎焊制作钎焊单层金刚石砂轮。采用Cu、Sn、Cr、Ni单质金属粉混合制成以Cr为活性元素的Cu基钎料，钎料成分比例容易调控，金刚石磨粒焊后表面形成了一薄层碳化物，实现了金刚石与钢基体的化学冶金结合。本发明用于生产砂轮，具有金刚石磨粒的热损伤小、钎料制作成本低的优点。采用超声波辅助可以实现单质金属粉在钎焊过程中的均匀合金化，降低钎料的熔点。CN105414800ACN105414800A权利要求书1/1页1.高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，单层金刚石砂轮由金刚石磨粒与砂轮基体在保护气氛下高频感应加热钎料实现钎焊而成，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、选择砂轮基体材料并采用机械加工的方法制备砂轮基体，对砂轮基体除油除锈；步骤二、钎料制作：将Cu、Sn、Ni、Cr单质金属粉末按重量比例混匀制成钎料；步骤三、钎料浆液制作：将钎料与压敏胶以1:2.3~2.8重量比例混合均匀制成钎料浆液；步骤四、金刚石磨粒的粒度为120~450微米，用刷子将钎料浆液均匀涂覆固定在砂轮基体表面，钎料浆液厚度为金刚石磨粒平均粒径的95-125％；步骤五、以砂轮基体为底层、中层为钎料浆液、最上层为金刚石磨粒的顺序制作工具成型毛坯；步骤六、超声波辅助钎焊：采用高频感应加热的方式加热至钎料熔化，钎焊温度为980~1040℃，保持5~60秒；熔化的同时采用超声波进行辅助钎焊，冷却后金刚石磨粒钎焊固定于砂轮基体表面即为单层金刚石砂轮的成品。2.根据权利要求1所述的高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，其特征在于：所述步骤二中，钎料中，Cu、Sn、Ni、Cr单质金属粉的重量百分比为：Cu：60~80%；Sn：5~15%；Cr：1~10%；Ni：5~15%，所述的钎料中Cu、Sn、Ni、Cr单质金属粉纯度不小于99.9%。3.根据权利要求1所述的高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，其特征在于：所述的高频感应加热的方式，其高频感应电源功率在1~5kW之间，其高频感应电流的工作频率550kHz-2MHz之间，高频感应加热电流10-15A之间。4.根据权利要求1所述的高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，其特征在于：所述的超声波辅助钎焊装置，在砂轮基体上安置超声波换能器；在高频感应线圈对金刚石砂轮基体的工作表面加热至钎料开始融化时，超声波换能器启动，砂轮基体随超声换能器一起振动，进行超声振动辅助高频感应加热钎焊，对单层金刚石工具进行超声振动辅助钎焊0.1~50s，完成超声波辅助；设置保护气罩对加热的砂轮、金刚石、钎料进行保护。5.根据权利要求4所述的高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，其特征在于：所述的保护气罩与惰性气体源连接，惰性气体采用Ar或N2。6.根据权利要求4所述的高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，其特征在于：所述的超声波换能器连接有超声波发生器，超声波换能器的输出功率为0.2~2kW，超声波换能器工作频率为20~100kHz，超声波换能器输出振幅为1-30μm。2CN105414800A说明书1/4页高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法技术领域[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结合强度高、磨料出露高、利于环境保护、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，钎焊工具表面的磨粒较易实现有序排布，大幅提高了工具效率。因此，钎焊金刚石工具被认为是电镀工具的最佳替代产品。[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，粉状合金化钎料的制备需要首