具有复合结构镀层的金刚石切割工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有复合结构镀层的金刚石切割工具，包括基体和刀刃层，所述刀刃层包括固接有超硬粗粒的复合结构镀层，所述复合结构镀层包括下层的电沉积金属层和上层的高耐磨层，所述高耐磨层内固接有超硬细粒；本实用新型专利技术是以电镀金刚石工具为基础，在电镀金刚石工具基础上复合高耐磨层，组成具有复合结构的金刚石工具镀层。本实用新型专利技术的刀刃层在高耐磨层的保护下，不会因在使用过程中部分超硬粗粒的脱落导致金刚石工具很快失效，有效的延长了金刚石工具的使用寿命，对柔性金刚石工具效果尤为突出，同时可用于金刚石工具失效后的补强手段，有效延长金刚石工具的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种具有复合结构镀层的金刚石切割工具，包括基体和刀刃层，所述刀刃层包括固接有超硬粗粒的复合结构镀层，所述复合结构镀层包括下层的电沉积金属层和上层的高耐磨层，所述高耐磨层内固接有超硬细粒；本技术是以电镀金刚石工具为基础，在电镀金刚石工具基础上复合高耐磨层，组成具有复合结构的金刚石工具镀层。本技术的刀刃层在高耐磨层的保护下，不会因在使用过程中部分超硬粗粒的脱落导致金刚石工具很快失效，有效的延长了金刚石工具的使用寿命，对柔性金刚石工具效果尤为突出，同时可用于金刚石工具失效后的补强手段，有效延长金刚石工具的使用寿命。【专利说明】具有复合结构镀层的金刚石切割工具(—)
:本技术涉及切削工具，具体是一种具有复合结构镀层的金刚石切割工具。(二)
技术介绍
:金刚石工具主要用于加工硬脆材料(如:蓝宝石、特种陶瓷、单晶硅、宝玉石等)。其中使用寿命是衡量金刚石工具的重要指标，金刚石工具的失效主要以金刚石刀刃层的磨损脱落失效、基体强度不够断裂失效为主。根据调查和实验结果表明，金刚石工具失效的方式往往是从最薄弱点开始，当金刚石刀刃层在某一点出现金刚石颗粒脱落时，很快整个镀层将从颗粒脱落点附近开始连续脱落，并最终导致整个工具失效。实际调查发现，当最薄弱点开始脱落时，往往镀层的绝大部分还完好无损，金刚石颗粒完好，锋利。若能够强化该薄弱点，整个金刚石工具的使用寿命将大大延伸，宝贵的金刚石颗粒的使用率也将大大提高。金刚石工具所加工的材料，基本为硬脆材料，而金刚石工具多为电镀方法制备。在加工过程中产生的细小超硬颗粒，其硬度远高于镀层金属硬度，此时，当金刚石颗粒脱落后，切割过程产生的超硬颗粒反向研磨镀层金属，镀层金属很快被磨耗殆尽，导致附近金刚石颗粒把持力不够，进一步脱落，很快从一个点扩展开来，在高速切割超硬材料过程中，扩展速度更快，很快会由于一个点的失效导致整个金刚石工具失效，严重时，甚至会磨损到基体，引起金刚石工具基体强度不够导致断裂。同时，连续分布的金刚石工具在切割过程发生金刚石脱落会影响切割材料的表面质量，对于加工要求较高的晶体材料，会因此导致废品的出现，造成巨大的损失。镀层脱落对于柔性金刚石工具(如:金刚石线锯，环形金刚石线锯，环形金刚石带锯等)在高速切割硬脆材料的影响最为显著，以环形金刚石线锯为例，直径为0.5_环形金刚石线锯以20m/s的线速度切割6英寸蓝宝石晶体时，当线锯在某一点出现颗粒脱落后，一般在半小时内线锯磨损断裂，线速度更快时，断裂时间更短。上述问题，是由于金刚石工具在制作过程中存在缺陷，该缺陷往往成为金刚石工具最薄弱的地方，也是金刚石工具使用寿命的控制点。(三)
技术实现思路
:针对现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单，制作方便，能够有效强化薄弱点，提高使用寿命的具有复合结构镀层的金刚石切割工具。能够解决上述技术问题的具有复合结构镀层的金刚石切割工具，其技术方案包括基体和刀刃层，所述刀刃层包括固接有超硬粗粒的电沉积金属层，与现有技术不同的是所述电沉积金属层上涂镀有高耐磨层，所述高耐磨层内镶嵌有超硬细粒；电沉积金属层和高耐磨层形成刀刃层的复合结构镀层。上述结构中，所述高耐磨层主要起保护和把持超硬粗粒的作用，防止加工过程产生的超硬颗粒反向磨削电沉积金属层。为达到理想的切割和抗磨效能，选择粒径3 200 μ m的超硬粗粒，选择粒径^ 50 μ m的超硬细粒。为达到对超硬粗粒的包镶要求，所述高耐磨层的厚度可在30 μ m?40 μ m之间选择。所述超硬粗粒和超硬细粒可选用金刚石、或选用聚晶立方氮化硼(PCBN)、或选用其他超硬颗粒，或混合使用。所述超硬粗粒和超硬细粒优选金刚石。可根据切割条件选择刀刃层为连续分布、或为间断分布、或为非规则分布。所述电沉积金属层优选镍或镍钴合金。本技术的有益效果:1、本技术是用电镀的方法分两个独立的复合电镀过程制作金刚石工具，沉积金属(一般为镍或者镍钴合金)两个过程彼此独立，互不影响，具有模块化特点。2、本技术在原本的电镀金属层外添加了高耐磨层，有效的保护了把持金刚石颗粒的镀层受到切割颗粒的反向研磨，有效延长了金刚石工具的使用寿命。3、本技术可对镀层进行整体强化，也可以对薄弱点单独强化，强化效果良好，有效的解决了金刚石工具制备不均匀带来的短板问题，保护薄弱环节，提高金刚石工具刀刃层的利用率，延长使用使用寿命，降低切割成本。4、本技术是在原本电镀金刚石工艺的基础上加上后续步骤，操作简单，方便，不对原工艺产生影响。5、本技术可根据金刚石工具的加工特点灵活变化，可根据不同切割需要选取不同粒度的颗粒匹配，选取不同的涂镀方法，甚至可以使用涂层混合超硬骨料制备高耐磨层。6、本技术中将超硬颗粒材料的超硬特性和超耐磨特性结合到了一起，充分发挥了超硬材料的特性。7、本技术针对的是金刚石工具的共性问题，技术可做适当变化运用于目前绝大部分金刚石工具制备环节中，有助于改善金刚石工具的制备技术。8、本技术尤其适用于高速切割的柔性金刚石工具(金刚石线锯、环形金刚石线锯、金刚石带锯等)，具有工艺简单，效果显著的特点。9、本技术中，通过复合处理后的金刚石线锯的使用寿命将大大增加，一般使用寿命能够延长2?3倍。10、通过本技术制备的复合结构正好补强了缺陷，强化最薄弱环节，有效避免了“木桶原理”带来的困扰，延长了金刚石工具的使用寿命，提高了金刚石工具的利用率，保证了加工精度。(四)【专利附图】【附图说明】:图1为本技术一种实施方式的结构示意图。图2为图1实施方式中的A处放大图。图号标识:1、基体；2、刀刃层；3、超硬粗粒；4、电沉积金属层；5、闻耐磨层；6、超硬细粒。(五)【具体实施方式】:下面结合附图所示实施方式对本技术的技术方案作进一步说明。本技术具有复合结构镀层的金刚石切割工具之技术方案，包括基体I和作为切割部分的刀刃层2，所述刀刃层2包括固接有超硬粗粒3的电沉积金属层4，所述电沉积金属层4通过第一次电镀方式附着于基体I上，通过二次电镀方式将高耐磨层5附着于电沉积金属层4上，所述电沉积金属层4为以氨基磺酸镍为主盐的镍或镍钴合金，所述高耐磨层5内镶嵌有超硬细粒6，常规设计中，所述超硬粗粒3露出高耐磨层5，高耐磨层5和电沉积金属层4构成刀刃层2的复合结构镀层，如图1、图2所示。所述超硬粗粒3和超硬细粒6均可选用金刚石、或选用聚晶立方氮化硼(PCBN)、或选用其他超硬微粒，或两者、三者之间的任意混合搭配选择。为取得理想的切割和抗磨效果，所述超硬粗粒3粒径的选择兰200 μ m,所述超硬细粒6粒径的选择=50 μ m ;进一步的选择,超硬粗粒3与超硬细粒6的粒径之比在2倍以上，通常情况下，当粒径越大时，倍数越小，当粒径越小时，倍数越大。以金刚石为例，超硬粗粒3的粒径优选为120 μ m(140#?170#)，超硬细粒6优选的粒径优选40 μ m(w40)。为达到对超硬粗粒3的包镶要求，所述高耐磨层5的电镀厚度在30 μ m?40 μ m之间选择。所述具有复合结构镀层的金刚石切割工具之制作方法，可采取如下工艺步骤:1、选取粒度匹配的超硬粗粒3与超硬细粒6，超硬粗粒3与超硬细粒6优选金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有复合结构镀层的金刚石切割工具，包括基体(1)和刀刃层(2)，所述刀刃层(2)包括固接有超硬粗粒(3)的电沉积金属层(4)，其特征在于：所述电沉积金属层(4)上涂镀有高耐磨层(5)，所述高耐磨层(5)内镶嵌有超硬细粒(6)，电沉积金属层(4)和高耐磨层(5)形成刀刃层(2)的复合结构镀层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦建新，陈超，林峰，胡乔帆，王进保，程煜，苏钰，
申请(专利权)人：中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45