一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，包括以下步骤：利用机械加工的方法制备金刚石砂轮的基体，除油除锈；采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀；将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉。本发明专利技术以TiH2为Ti源在一定程度上可以降低原料成本，同时避免被氧化污染；向Cu粉，Sn粉，TiH2粉的混合粉末中加入超细WC粉，可以增强钎料的耐磨性、耐热性，可以减少金刚石的石墨化，从而降低金刚石的热损伤，以使金刚石磨料工具的性能得到充分发挥。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：利用机械加工的方法制备金刚石砂轮的基体，除油除锈；采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀；将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉。本专利技术以TiH2为Ti源在一定程度上可以降低原料成本，同时避免被氧化污染；向Cu粉，Sn粉，TiH2粉的混合粉末中加入超细WC粉，可以增强钎料的耐磨性、耐热性，可以减少金刚石的石墨化，从而降低金刚石的热损伤，以使金刚石磨料工具的性能得到充分发挥。【专利说明】
本专利技术属于超硬磨料工具制作领域，具体涉及。
技术介绍
钎焊单层金刚石砂轮实现了金刚石、结合剂(钎料)和金属基体界面上强有力的化学冶金结合，使金刚石出露高度达到2/3粒径，且在工作时不脱落。因而钎焊砂轮锋利，容屑空间大，不易堵塞，磨料的利用更加充分。在与电镀砂轮相同条件下，磨削力、功率消耗和磨削温度更低。钎焊金刚石的钎料主要有以Ag-Cu-Ti合金为主的银基钎料和以N1-Cr合金为主的镍基钎料。Ag-Cu-Ti钎料熔点低,但钎料中含有Ag等贵金属,成本较高；N1-Cr合金由于熔点高，且含有触媒元素N1、Fe等，钎焊过程中容易对金刚石造成热损伤，致使这些钎料的广泛应用受到了一定的限制。目前以Cu-Sn-Ti合金为主的铜基钎料由于性能与Ag-Cu-Ti系钎料相近，成本远低于Ag-Cu-Ti系钎料而备受关注。Cu-Sn-Ti合金熔点低，对金刚石热损伤较小，但高温综合性能较差，在加工磨削过程中易磨损，导致金刚石颗粒脱落，而且Ti的活性大，不仅在熔化状态下，即使在固相态，也极易被水分、空气、油脂及氧化物等污染，吸收氧、氮、碳等，并引起气孔、裂纹。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对Ti的活性大，易氧化使焊接接头塑性和韧性下降的问题，提供了以TiH`2替代Ti，进行Cu-Sn-TiH2钎焊金刚石工具的制作方法。本专利技术的技术方案为:，包括以下步骤: (1)利用机械加工的方法制备金刚石砂轮的基体，除油除锈； (2)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的重量份比为:50~55:20~30:10~20:5~15，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200 μ m, WC粉颗粒粒径为5~50 μ m ； (3)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯； (4)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为92(T102(TC的条件下，保温5~10min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉，制成新型单层钎焊金刚石工具。所述步骤(2)中的机械搅拌时间为2(T30min。所述步骤(4)中的钎焊工艺为真空钎焊工艺。所述步骤(3)中金刚石磨粒的粒径为150-240 μ m 本专利技术的有益效果:本专利技术以TiH2为Ti源在一定程度上可以降低原料成本，同时避免被氧化污染；向Cu粉，Sn粉，TiH2粉的混合粉末中加入超细WC粉，可以增强钎料的耐磨性；同时Cu粉，Sn粉，TiH2粉，WC粉都是粉末颗粒，能很好的混合均匀。由于TiH2在高真空和一定温度下脱氢可得到活性的Ti元素，Ti元素向金刚石表面扩散形成相应的碳化物，实现金刚石与钎料之间的化学冶金结合，确保了钎料对金刚石的把持力；而且氢气脱离过程中，会在最终合成物上形成气孔，不仅使工具的修整修锐能力得到改善，更扩大了工具的容屑空间；wc是典型的硬质合金，耐热性好，热至1000°C仍保持较高的硬度和耐磨性，因此加入一定量的WC能提高胎体的硬度和耐磨性、耐热性，可以减少金刚石的石墨化，从而降低金刚石的热损伤，以使金刚石磨料工具的性能得到充分发挥。【专利附图】【附图说明】图1为金刚石砂轮钎焊结构示意图。【具体实施方式】实施例1 :以TiH2做为活性Ti源，采用Cu-Sn-TiH2钎焊金刚石工具的制作方法，选用Q235钢作为砂轮基体，并利用机械加工的方法制备金刚石工具的基体，对加工后的砂轮基体除油除锈，选用50份Cu粉，25份Sn粉，15份TiH2粉和10份WC粉作为钎料，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200 μ m，WC粉颗粒粒径为5~50 μ m ；将钎料机械搅拌25min混合均匀，然后按照工具基体/钎料/金刚石磨粒顺序制备工具毛坯；其表面放置金刚石磨粒25颗/cm2，金刚石粒径为200-240 μ m,磨粒均匀分布，钎料按工具待钎焊面积进行放置，其量为0.12g/cm2 ;将工具毛坯放入真空炉，真空度5~8X10_3Pa，在990°C，保温IOmin工艺下进行真空钎焊，使钎料与金刚石磨粒发生反应，随炉冷却至室温出炉，制成新型单层钎焊金刚石工具。实施例2 :以TiH2做为活性Ti源，采用Cu-Sn-TiH2钎焊金刚石工具的制作方法，选用Q235钢作为砂轮基体，并利用机械加工的方法制备金刚石工具的基体，对加工后的砂轮基体除油除锈，选用55份Cu粉，20份Sn粉，10份TiH2粉和15份WC粉作为钎料，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200 μ m，WC粉颗粒粒径为5~50 μ m ；将钎料机械搅拌30min混合均匀，然后按照工具基体/钎料/金刚石磨粒顺序制备工具毛坯；其表面放置金刚石磨粒25颗/cm2，金刚石粒径为200-240 μ m,磨粒均匀分布，钎料按工具待钎焊面积进行放置，其量为0.12g/cm2 ;将工具毛坯放入真空炉，真空度5~8X10_3Pa，在920°C，保温IOmin工艺下进行真空钎焊，使钎料与金刚石磨粒发生反应，随炉冷却至室温出炉，制成新型单层钎焊金刚石工具。实施例3 :以TiH2做为活性Ti源，采用Cu-Sn-TiH2钎焊金刚石工具的制作方法，选用Q235钢作为砂轮基体，并利用机械加工的方法制备金刚石工具的基体，对加工后的砂轮基体除油除锈，选用50份Cu粉，30份Sn粉，15份TiH2粉和5份WC粉作为钎料，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200 μ m，WC粉颗粒粒径为5~50 μ m ；将钎料机械搅拌20min混合均匀，然后按照工具基体/钎料/金刚石磨粒顺序制备工具毛坯；其表面放置金刚石磨粒25颗/cm2，金刚石粒径为200-240 μ m,磨粒均匀分布，钎料按工具待钎焊面积进行放置，其量为0.12g/cm2 ;将工具毛坯放入真空炉，真空度5~8X10_3Pa，在1020°C，保温5min工艺下进行真空钎焊，使钎料与金刚石磨粒发生反应，随炉冷却至室温出炉，制成新型单层钎焊金刚石工具。实施例4 :以TiH2做为活性Ti源，采用Cu-Sn-TiH2钎焊金刚石工具的制作方法，选用Q235钢作为砂轮基体，并利用机械加工的方法制备金刚石工具的基体，对加工后的砂轮基体除油除锈，选用52份Cu粉，20份Sn粉，20份TiH2粉和8份WC粉作为钎料，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200 μ m，WC粉颗粒粒径为5~50 μ m ；将钎料机械搅拌25min混合均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)利用机械加工的方法制备金刚石砂轮的基体，除油除锈；(2)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的重量份比为：50~55：20~30：10~20：5~15，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为80~200μm，WC粉颗粒粒径为5~50μm；(3)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；(4)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为920~1020℃的条件下，保温5~10?min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢金斌，赵彬，张旺玺，刘磊，贺亚勋，樊平，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：