一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，属于超硬磨料工具制造技术领域。该工艺包括钎料合金与金刚石颗粒按一定质量比例的称量和混料工艺；通过调配钎料合金与金刚石颗粒混合体的质量比例来抑制钎料在高温时的流动性，并保证钎焊前后的尺寸误差符合国标要求；将钎料合金、金刚石颗粒混料与胶粘剂混合的糊状物涂覆在清洗后的工具基体上，晾置到工具胚体固化并进行真空钎焊。本发明专利技术实现超细粒度以及多层磨粒金刚石工具的制备，在钎焊过程不需要使用模具，一次性焊接完成工具粗胚制备，省略部分钎焊工艺中的机加工过程。本发明专利技术的制备工艺简单，不受金刚石粒度、钎料种类和目数、金刚石工具形状和尺寸的限制，并适于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺
本专利技术涉及超硬磨料工具制造
，具体是涉及一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺。
技术介绍
随着社会经济的不断发展，金刚石工具被广泛用于石材工艺品、机械行业、航空航天业、陶瓷和复合非金属硬脆材料加工等行业。特别是蓝宝石、氧化锆等硬脆材料的加工，行业内普遍采用金刚石工具进行加工，其中以金属结合剂金刚石工具性能较佳使用最为广泛。其金刚石工具制备工艺主要有电镀，烧结以及钎焊等工艺。电镀工艺简单、精度高，但金刚石磨粒的把持强度低。烧结工艺对金刚石磨粒的把持强度较大，但其组织紧密、容屑空间小、自锐性差。钎焊工艺制备的金刚石工具，因金刚石磨粒把持强度大、容屑空间大、自锐性好，切削效率高，使其成为热点技术。目前市面所生产的钎焊金刚石工具大多为钎焊单层金刚石工具，虽其与金刚石颗粒结合强度高，但仅为单层，整体寿命比电镀金刚石工具高，比烧结金刚石工具低；而且所生产的金刚石工具为大粒度金刚石颗粒，仅适合应用于粗加工或者精度要求不高的加工工序中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题是提供一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，实现超细粒度以及多层磨粒金刚石工具的制备并适于大规模生产。为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，包括如下步骤：1)混料：钎料合金与金刚石颗粒用万分电子秤称量，人工混合搅拌直至混料中无大团聚现象，再放置于∞式混料机进行机器混料，机器混料机时为6～10小时；2)将钎料合金与金刚石颗粒的混合体和胶粘剂混合得到糊状物，将糊状物涂覆在清洗后的工具基体上，晾置到工具基体固化；3)将固化后的工具基体推入滑动真空管式炉进行钎焊，得到金刚石工具。其具有多层金刚石复合层；钎焊温度为T+(10～40℃)，T为钎料合金的熔点温度；钎焊时间为10～120min；钎焊的真空度为4.0×10-4～8.0×10-3。在一较佳实施例中：所述的钎料合金为铜基钎料、银基钎料、镍基钎料重的一种；所述的金刚石颗粒为颗粒状或粉末状。在一较佳实施例中：所述钎料合金与金刚石颗粒混合体在钎焊后的尺寸相差范围为5μm～100μm。在一较佳实施例中：所述的胶粘剂包括但不限于环氧树脂或石蜡或水性胶粘剂或水性不干胶；所述的工具基体经过超声波清洗剂清洗，清洗剂包括但不限于酒精或丙酮；在一较佳实施例中：所述工具基体的材料包括但不限于45#钢或40Cr或钨钢。在一较佳实施例中：所述多层金刚石复合层中包含气孔。在一较佳实施例中：在步骤3之后，还包括将金刚石工具进行修锐的步骤。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：1.本专利技术提供了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，在金刚石工具钎焊过程不需要使用模具。2.本专利技术提供了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，一次性焊接，完成工具粗胚制备，省略部分钎焊工艺中的机加工过程。3.本专利技术提供了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，实现超细粒度以及多层磨粒金刚石工具的制备，并满足几何精度要求。4.专利技术提供了一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，突破传统钎焊中过度强调钎料合金润湿性和流动性的固性思维，利用添加金刚石磨粒对钎料流动性的抑制。在充分润湿的前提下，通过控制金刚石磨粒的浓度来保证磨头的尺寸精度，完成钎焊细粒度金刚石工具的制备。附图说明图1是一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺中例1钎料合金与金刚石颗粒混料后混合体的显微图；图2是一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺中例2钎料合金与金刚石颗粒的混料块钎焊前后的形貌对比图；图3是一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺中例3制备的金刚石工具的结构设计图及实物图；图4是一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺中例3制备的金刚石工具的表面形貌图。具体实施方式以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，包括如下步骤：1)混料：钎料合金与金刚石颗粒用万分电子秤称量，人工混合搅拌直至混料中无大团聚现象，再放置于∞式混料机进行机器混料，机器混料机时为6～10小时；2)将钎料合金与金刚石颗粒的混合体和胶粘剂混合得到糊状物，将糊状物涂覆在清洗后的工具基体上，晾置到工具基体固化；3)将固化后的工具基体推入滑动真空管式炉进行钎焊，得到金刚石工具。其具有多层金刚石复合层；钎焊温度为T+(10～40℃)，T为钎料合金的熔点温度；钎焊时间为10～120min；钎焊的真空度为4.0×10-4～8.0×10-3。其中，所述的钎料合金为铜基钎料、银基钎料、镍基钎料重的一种；所述的金刚石颗粒为颗粒状或粉末状。所述钎料合金与金刚石颗粒混合体在钎焊后的尺寸相差范围为5μm～100μm。所述的胶粘剂包括但不限于环氧树脂或石蜡或水性胶粘剂或水性不干胶；所述的工具基体经过超声波清洗剂清洗，清洗剂包括但不限于酒精或丙酮；所述工具基体的材料包括但不限于45#钢或40Cr或钨钢。所述多层金刚石复合层中包含气孔。在步骤3之后，还包括将金刚石工具进行修锐的步骤。实施例1参见附图，一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺包括：CuSnTi钎料合金与W40金刚石颗粒(400～500μm)按17:3的质量比用万分电子秤称量，人工混合搅拌直至混料中无大团聚现象，再放置于∞式混料机进行机器混料，机器混料机时为8小时。此工艺所获得的钎料合金与金刚石颗粒混合体置于SEM显微镜下观察，其混料均匀性良好。实施例2通过调配AgCuInTi钎料合金与W40金刚石颗粒混合体的质量比(9:1)来抑制钎料在高温(760℃)时的流动性。钎料合金与金刚石颗粒混合体在钎焊前后，φ3mm的混料块外径仅相差20μm，基本接近细粒度金刚石工具的尺寸精度要求。实施例3将CuSnTi钎料合金与W40金刚石颗粒(质量比17:3)的混合体和胶粘剂(环氧树脂)混合得到糊状物，将糊状物涂覆在经过超声波酒精浴清洗后的45#钢工具基体上(此例所设计的金刚石工具为金刚石磨头)，晾置到工具胚体固化(晾置时间为60min)；推入滑动真空管式炉进行钎焊，真空钎焊温度为890℃，钎焊时间为35min，真空度为8.0×10-4～2.0×10-3；此工艺所获得的钎焊多层金刚石磨头置于SEM显微镜下观察，其多层金刚石复合层中包含气孔。以上所述，仅为本专利技术较佳实施例而已，故不能依此限定本专利技术实施的范围，即依本专利技术专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本专利技术涵盖的范围内以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的设计构思并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均属于侵犯本专利技术保护范围的行为。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：1)混料：钎料合金与金刚石颗粒用万分电子秤称量，人工混合搅拌直至混料中无大团聚现象，再放置于∞式混料机进行机器混料，机器混料机时为6～10小时；2)将钎料合金与金刚石颗粒的混合体和胶粘剂混合得到糊状物，将糊状物涂覆在清洗后的工具基体上，晾置到工具基体固化；3)将固化后的工具基体推入滑动真空管式炉进行钎焊，得到金刚石工具。其具有多层金刚石复合层；钎焊温度为T+(10～40℃)，T为钎料合金的熔点温度；钎焊时间为10～120min；钎焊的真空度为4.0×10‑4～8.0×10‑3。

【技术特征摘要】
1.一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：1)混料：钎料合金与金刚石颗粒用万分电子秤称量，人工混合搅拌直至混料中无大团聚现象，再放置于∞式混料机进行机器混料，机器混料机时为6～10小时；2)将钎料合金与金刚石颗粒的混合体和胶粘剂混合得到糊状物，将糊状物涂覆在清洗后的工具基体上，晾置到工具基体固化；3)将固化后的工具基体推入滑动真空管式炉进行钎焊，得到金刚石工具。其具有多层金刚石复合层；钎焊温度为T+(10～40℃)，T为钎料合金的熔点温度；钎焊时间为10～120min；钎焊的真空度为4.0×10-4～8.0×10-3。2.根据权利要求1所述的一种钎焊多层金刚石工具的制备工艺，其特征在于：所述的钎料合金为铜基钎料、银基钎料、镍基钎料重的一种；所述的金刚石颗粒为颗粒状或粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆德魁，李勉，刘卓，廖信江，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35