一种新型钎焊金刚石磨具及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种新型钎焊金刚石磨具，包括手动砂轮机和安装于手动砂轮机的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘，钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体为圆盘形，包括打磨盘外端、打磨盘斜面、打磨盘平面顶端和打磨盘底部，打磨盘外端、打磨盘斜面和打磨盘平面顶端平面均布有金刚石聚金磨料，其中打磨盘外端边缘的磨料是有序密排的，打磨盘斜面的磨料是单颗并沿磨盘径向有序等间距分布的，打磨盘平面顶端平面的磨料是簇状磨料涡轮状排布的。本发明专利技术还提出了这种磨具的制备方法，使用该方法生产的打磨盘，打磨效率高、手感轻、震动小、无气味、寿命长、外形美观，易于优化成本，是铸件制造业中铸件打磨盘发展的方向，具有很大的市场潜力。

A new brazing diamond abrasive tool and its preparation process

The invention provides a new brazed diamond abrasive tool, which comprises a manual grinding wheel machine and a brazed diamond polycrystalline casting grinding disc mounted on a manual grinding wheel machine, and a brazed diamond polycrystalline casting grinding disc base having a disc shape, including the outer end of the grinding disc, the inclined surface of the grinding disc, the top end of the grinding disc plane and the bottom of the grinding disc, and the outer end of the grinding disc. The diamond polydiamond abrasives are distributed on the inclined surface of the grinding disc and the top surface of the grinding disc. The abrasives on the inclined surface of the grinding disc are arranged in an orderly and compact manner. The abrasives on the inclined surface of the grinding disc are distributed in an orderly and equidistant manner along the radial direction of the grinding disc. The invention also puts forward the preparation method of the grinding disc. The grinding disc produced by the method has the advantages of high grinding efficiency, light touch, small vibration, odorless, long life, beautiful appearance and easy to optimize cost. It is the development direction of the casting grinding disc in the casting manufacturing industry and has great market potential.

【技术实现步骤摘要】
一种新型钎焊金刚石磨具及其制备工艺
本专利技术涉及铸件飞边打磨
，更具体地，涉及一种新型钎焊金刚石磨具及其制备工艺。
技术介绍
目前，铸件飞边常规的打磨方法是打磨工用安装了树脂砂轮片的手动砂轮机进行手动打磨。由于树脂砂轮片是利用树脂固化的原理将碳化硅磨料、刚玉磨料固结成盘状制作而成，其结合强度低，因此在打磨过程中，会出现打磨盘易消耗、火花大、气味大、粉尘大等缺点。这是由于树脂砂轮片在打磨过程中遇到铸铁件飞边受到过大冲击，导致磨料边磨削边脱落，并由于磨料出露高度低，磨削表面温度高，导致树脂变软、烧熔挥发，散发出有毒、刺激气味。此外，由于磨料出露低导致打磨盘锋利度不理想，打磨效率较慢，使得铸件的打磨工作量占铸件整体制造工作量的四分之一左右。由于存在以上的缺点，再加上铸件制造业对成本控制的要求，需要开发一种新型打磨盘来取代传统打磨盘，以达到磨削效率高、寿命长、无污染等目的。金刚石聚晶的固结技术目前有电镀、烧结、钎焊等三种主要结合方式。通过对以上三种结合方式进行对比发现，烧结技术与电镀技术磨料出露高度底，胎体对磨料把持强度低，锋利度不理想，排屑效果差，已证明难以胜任打磨铸件飞边的要求。而钎焊技术是利用焊料熔化将金刚石聚晶与基体焊接在一起，焊料与磨料之前发生了化学冶金结合，磨料焊接强度高，因此磨料出露高，磨削锋利，是较为理想的一种制作打磨铸件飞边的技术。相比其它磨料，金刚石为目前最硬的物质；研磨性好；比热小而导热率大，因此易升温也容易散热，而且金刚石是打磨金属较为理想的材料。相比于传统树脂砂轮片，钎焊金刚石工具由于在使用过程中基本不会出现磨料脱落现象，而且无树脂熔化挥发，因在使用过程安全，无刺激性气味产生，更具有绿色环保的特点。这与目前低碳、环保的发展理念是一致的。目前，利用钎焊技术，将金刚石焊接在钢基体上制备钎焊金刚石工具已有部分应用于实际生产中，比如高铁博格板磨轮，钎焊金刚石钻头等。但对于专业打磨铸件铸件飞边的金刚石工具目前尚未有相关报道与专利出现。现有的钎焊金刚石打磨工具种类少，且多用于打磨石材，工具的制作工艺，基体外形、以及打磨设备均有较大不同，无法应用于铸件打磨上。而且目前常规的钎焊磨盘多为在磨盘基体表面无序排布一定数量的金刚石，然后经过高温钎焊制作而成。其磨盘表面磨料排布由于工艺限制，难以做到均匀排布，而且未有根据磨盘的实际形貌进行地貌优化，即浪费了金刚石用量，又制约了磨盘的磨削效率与寿命。磨料排布技术在钎焊、电镀产品中已有部分应用，实际应用于生产的技术有孔模板法、真空吸附法以及簇状排布法。其中孔模板法是利用特殊材料制成的孔模板来有序分布磨料，其原理是在基板上开有序列小孔，每孔容纳一颗金刚石，然后利用相关工艺将序列排布的金刚石粘附于基体表面。此方法多用于制备烧结金刚石工具中，如锯片刀头，目前只能用于平面以及少量简单几何外形。真空吸附法是利用抽真空的原理让一带有小孔的模板具有吸附力吸附金刚石，然后置于基体表面，此种方式与孔模板法类似，只能制备一些较为简单的几何面，而且上述两种方法目前尚未做到按照工件使用性能来有序分布磨料。第三种簇状排布法指利用一定几何外形的模板，使金刚石磨料分布于此模板的空隙内，布好后撒去模板即可。此种方式多见于电镀金刚石产品中，由于模板制作较为简单，在电镀产品中应用广泛，但此种方法仅能做到宏观形状有序，而每个空隙中的金刚石磨料排布仍然是无序的，无法做到有序排布，难以有效发挥金刚石磨料的优势。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术根据铸铁件打磨的具体要求，以打磨用手动砂轮机为配套机器，结合钎焊金刚石聚晶工具的钎焊工艺，并根据铸铁件飞边大小、外形以及打磨盘的大小优化计算金刚石聚晶磨料在打磨盘表面的排布，提供了一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具及其制备方法。本专利技术所设计的磨具具有打磨效率高、手感轻、震动小、无气味、寿命长、外形美观的特点。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，包括手动砂轮机和安装于手动砂轮机的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘，所述钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体为圆盘形，包括打磨盘外端、打磨盘斜面、打磨盘平面顶端和打磨盘底部，打磨盘外端、打磨盘斜面和打磨盘平面顶端平面均布有金刚石聚金磨料，所述金刚石聚金磨料通过焊料钎焊固定；所述打磨盘外端边缘的磨料是有序密排的，打磨盘斜面的磨料是单颗并沿磨盘径向有序等间距分布的，打磨盘平面顶端平面的磨料是簇状磨料涡轮状排布的；打磨盘底部为一凹面，用于排屑以及定位于砂轮机，打磨盘底部中心设置用于固定于砂轮的孔。进一步地，所述打磨盘平面顶端的宽度占磨盘半径的1/3～1/2，打磨盘斜面的宽度为3～5mm；打磨盘底部为一凹面，用于排屑以及定位于砂轮机，打磨盘底部中心设置用于固定于砂轮的孔。进一步地，所述钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体外径为100mm～180mm，基体厚度为1.4mm～4.5mm。进一步地，所述打磨盘斜面与水平方向的夹角θ为5°～15°。进一步地，所述的磨料钎焊在打磨盘基体表面，焊料为镍铜铬硼硅合金，钎焊方式为真空钎焊。进一步地，所述打磨盘外端边缘的磨料是有序密排的高品级的钻切用磨料，磨料粒度为10～50目，相邻两颗磨粒的横向间距为2d～4d，相邻两颗磨粒的纵向间距为2d～5d，其中d为磨料的最大粒径。进一步地，所述打磨盘斜面的磨料在沿磨盘径向方向上数量相同。进一步地，所述打磨盘平面顶端平面的磨料是中等品级的涡轮状排布的簇状磨削用磨料，磨料粒度为10～50目，每簇3～8颗磨料。本专利技术还提供了一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)打磨盘基体外径冲压；(2)打磨盘基体外端边缘进行倒角；(3)打磨盘基体表面进行喷砂处理，并进行超声清洗；(4)在清洗晾干的基体表面进行涂覆粘结剂，所述粘结剂用于粘结金刚石磨粒与焊料；(5)依次对打磨盘平面顶端、打磨盘斜面和打磨盘外端边缘进行磨料排布；(6)磨料排布完成后，添加钎焊焊料并进行真空钎焊，制备出铸件打磨用金刚石磨盘。进一步地，所述打磨盘平面顶端、打磨盘斜面和打磨盘外端边缘进行磨料排布均通过以下步骤完成：(1)将预制的按地貌优化所设计的有序排布模板置于基体表面；(2)排布金刚石磨料，金刚石磨料分布于模板的空洞区域内，从而得到按照地貌优化所设计的形貌；所述打磨盘平面顶端得到旋涡状排布的簇状有序的地貌；所述打磨盘外端边缘得到有序密排的地貌；所述打磨盘斜面得到单颗磨粒有序排布且径向数目相同的地貌；(3)撤除有序排布模板，得到金刚石按地貌优化排布表面形貌。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的制备方法生产的钎焊金刚石铸件打磨盘，具有打磨效率高、手感轻、震动小、无气味、寿命长、外形美观等特点，并且根据实际情况选择不同品级的磨料，优化了成本，更具有经济性，较为完美地替代了传统的树脂砂轮片，是铸件制造业中铸件打磨盘发展的方向，具有很大的市场潜力。(2)本专利技术的制备方法工艺简单，操作方便，能够简单的实现金刚石磨料的有序、簇状排布。说明书附图图1为本专利技术的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘结构剖视图；图2为本专利技术的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘外端边缘磨料排布示意图；图3为本专利技术的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘顶端平面磨料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，包括手动砂轮机和安装于手动砂轮机的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘，其特征在于，所述钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体为圆盘形，包括打磨盘外端(1)、打磨盘斜面(2)、打磨盘平面顶端(3)和打磨盘底部(4)，打磨盘外端(1)、打磨盘斜面(2)和打磨盘平面顶端(3)平面均布有金刚石聚金磨料，所述金刚石聚金磨料通过焊料钎焊固定；所述打磨盘外端(1)边缘的磨料是有序密排的，打磨盘斜面(2)的磨料是单颗并沿磨盘径向有序等间距分布的，打磨盘平面顶端(3)平面的磨料是簇状磨料涡轮状排布的；打磨盘底部为一凹面，用于排屑以及定位于砂轮机，打磨盘底部中心设置用于固定于砂轮的孔。

【技术特征摘要】
1.一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，包括手动砂轮机和安装于手动砂轮机的钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘，其特征在于，所述钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体为圆盘形，包括打磨盘外端(1)、打磨盘斜面(2)、打磨盘平面顶端(3)和打磨盘底部(4)，打磨盘外端(1)、打磨盘斜面(2)和打磨盘平面顶端(3)平面均布有金刚石聚金磨料，所述金刚石聚金磨料通过焊料钎焊固定；所述打磨盘外端(1)边缘的磨料是有序密排的，打磨盘斜面(2)的磨料是单颗并沿磨盘径向有序等间距分布的，打磨盘平面顶端(3)平面的磨料是簇状磨料涡轮状排布的；打磨盘底部为一凹面，用于排屑以及定位于砂轮机，打磨盘底部中心设置用于固定于砂轮的孔。2.根据权利要求1所述的一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，其特征在于，所述打磨盘平面顶端(3)的宽度占磨盘半径的1/3～1/2，打磨盘斜面(2)的宽度为3～5mm；打磨盘底部(4)为一凹面，用于排屑以及定位于砂轮机，打磨盘底部中心设置用于固定于砂轮的孔。3.根据权利要求1所述的一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，其特征在于，所述钎焊金刚石聚晶铸件打磨盘基体外径为100mm～180mm，基体厚度为1.4mm～4.5mm。4.根据权利要求1所述的一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，其特征在于，所述打磨盘斜面(2)与水平方向的夹角θ为5°～15°。5.根据权利要求1所述的一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，其特征在于，所述的磨料钎焊在打磨盘基体表面，焊料为镍铜铬硼硅合金，钎焊方式为真空钎焊。6.根据权利要求1所述的一种适用于铸件飞边打磨的钎焊金刚石磨具，其特征在于，所述打磨盘外端(1)边...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾骏，朱华磊，龙其准，
申请(专利权)人：湖北昌利超硬材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42