一种金刚石工具及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种金刚石工具及其制造方法，金刚石工具包括包括工具本体和附接于工具本体的金刚石作业层，金刚石作业层包括：金属薄片层、钎焊层和多个金刚石，所述金刚石是具有导磁镀覆层的金刚石，多个所述金刚石经由磁力场引导而有序排列设置，金属薄片层具有较好的柔韧性且硬度低于120HB，在高温钎焊后仍然具有较好的柔韧性，因此金刚石工具在实际磨削过程中具有较好的力学性能，有效提升金刚石工具的使用寿命。金刚石颗粒进行高度有序排列，使其具有统一的金刚石出露高度，使得金刚石工具的工作面具有更高的平整度，更加有利于金刚石工具的实际磨削效果的提升。工具的实际磨削效果的提升。工具的实际磨削效果的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石工具及其制造方法


[0001]本专利技术专利涉及超硬材料制品
，具体指利用钎焊金刚石技术，制备高效稳定的石材、半导体、蓝宝石等加工用的异形磨削抛光制品的生产制造工具及工艺。

技术介绍

[0002]钎焊金刚石工具以加工效率高而被广泛应用在石材切割、玻璃面板倒角倒边、晶圆抛光减薄及蓝宝石打磨修整等领域，同时又具有寿命较低、金刚石把持性不稳定及尺寸宽泛而停留在粗加工领域。
[0003]为了制备出高效稳定的钎焊金刚石工具，金刚石颗粒必须进行高度有序排列，使其具有统一的金刚石出露高度和稳定的把持性能，在加工中具有更好的稳定性，这才是钎焊金刚石工具的最终使命。
[0004]而大多数材料的加工不仅仅局限于平面的加工，更多的包括异形的加工，包括倒角倒边、内弧外廓及其它曲面的加工，此时就必须要有相应的曲面精密磨削工具的引入才能更好的完成这些加工步骤。制备出高效稳定的异形有序钎焊金刚石工具迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供金刚石工具及其制造方法。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0007]本专利技术一方面提供一种金刚石工具，包括工具本体和附接于工具本体的金刚石作业层，其特征在于：金刚石作业层包括：金属薄片层、钎焊层和多个金刚石，所述金属薄片层包括第一面和第二面，所述第一面用于与所述钎焊层钎焊结合，所述第二面用于与所述工具本体进行附接，所述金刚石是具有导磁镀覆层的金刚石，多个所述金刚石经由磁力场引导而有序排列设置，所述金刚石经由钎焊层而连接固定在所述金属薄片层的所述第一面，且所述金刚石至少有一部分是凸伸于所述钎焊层而外露。
[0008]进一步的，所述钎焊层是由钎焊焊膏受热固化所得，有序排列设置的所述金刚石被转移至钎焊焊膏中，在钎焊焊膏受热固化后，金刚石经由钎焊层而连接固定在所述金属薄片层的所述第一面上且至少有一部分是凸伸于所述钎焊层而外露。
[0009]进一步的，该金刚石的导磁镀覆层的金属选用铜基、镍基、钨基或铁基中的一种，该导磁镀覆层的金属使得金刚石增重在20％～150％之间。
[0010]进一步的，所述金属薄片层硬度低于120HB且具有柔韧性。
[0011]进一步的，所述金属薄片层为铁、铜、钼、铝、镍或铬的金属单质或其中至少一种的金属基的合金。
[0012]本专利技术另一方面提供一种金刚石作业层的制造方法，所述金刚石作业层用于与金刚石工具进行附接，其特征在于：所述金刚石作业层的制造方法包括以下步骤：S1.对金刚石进行导磁镀覆以及提供金属薄片层；S2.使金刚石进行有序排列、S3.使有序排列的金刚
石被钎焊固定于金属薄片层上并让金刚石至少有一部分是凸伸于钎焊层而外露。
[0013]进一步的，所述步骤S1中对金刚石进行导磁镀覆包括：
[0014]配制镀液、测定金刚石颗粒增重比例；
[0015]将配制好的镀液和金刚石颗粒加入容器中，选择合适的金属棒作为阳极，将阴极导线置于金刚石颗粒内部进行通电以制备所需的具有导磁镀覆层的金刚石。
[0016]进一步的，所述步骤S1中提供金属薄片层是：选用硬度低于120HB且具有柔韧性的金属薄片层，其中所述金属薄片层为铁、铜、钼、铝、镍或铬的金属单质或其中至少一种的金属基的合金。
[0017]进一步的，在所述步骤S2使金刚石进行有序排列之前，还包括步骤S20：预先对金刚石在金属薄片层上的作业区进行排序规划。
[0018]进一步的，所述步骤S20中预先对金刚石在金属薄片层上的作业区进行排序规划，进一步包括：对所附接的金刚石工具的作业部的三维尺寸进行核准，分解作业部表面所对应的大致平面图形，再进行有序分布磁点的设计，以完成金刚石在金属薄片层上的作业区的排序规划。
[0019]进一步的，所述步骤S20中预先对金刚石在金属薄片层上的作业区进行排序规划，还包括：根据有序分布磁点的设计制备有序点磁板。
[0020]进一步的，所述步骤S3中金刚石被钎焊固定于金属薄片层上还包括：制备钎焊焊膏，将钎焊焊膏涂布至金属薄片层，所述金刚石在经由磁力场引导后，按照有序分布磁点的设计在有序点磁板上有序排列设置，将涂布有钎焊焊膏的金属薄片层的钎焊焊膏与金刚石贴合，使钎焊焊膏受热固化，从而使金刚石至少有一部分是凸伸于钎焊层而外露。
[0021]进一步的，所述步骤S3中有序点磁板选用的是有序点磁陶瓷板，钎焊焊膏受热直接在点磁陶瓷板上受热固化。
[0022]进一步的，所述步骤S3中所述制备钎焊焊膏，将钎焊焊膏涂布至金属薄片层包括：按质量比1：1
‑
1：25取有机粘结剂和NiCrSiB粉末进行均匀混合，将混合后的焊膏倒至金属薄片上，将金属薄片上的焊膏平整为厚度0.01
‑
0.1mm的薄层。
[0023]进一步的，所述步骤S3中使有序排列的金刚石被钎焊固定于金属薄片层上，其中钎焊温度在960～1040℃之间，并且保温时间在1～15分钟之间。
[0024]进一步的，所述步骤S3中使有序排列的金刚石被钎焊固定于金属薄片层上，还包括：将烧制后的金属薄片进行压制，从而对金属薄片层在烧制过程中产生的变形进行修整。
[0025]本专利技术另一方面还提供一种金刚石工具的制造方法，其包括如所前所述的金刚石作业层的制造方法，以及将制造的所述金刚石作业层附接至工具本体。
[0026]进一步的，所述金刚石作业层通过粘结热压与工具本体附接，所述粘结热压包括涂胶和热压，将金刚石作业层进行裁剪，在金刚石作业层背面刮涂固结有机粘结剂，利用压机将金刚石作业层压制在工具本体上进行加热使其固结，再对附接有金刚石作业层的金刚石工具进行修整。
[0027]通过本专利技术提供的技术方案，具有如下技术效果：
[0028]1.金刚石经由钎焊层而连接固定在金属薄片层，钎焊层是由钎焊焊膏受热固化所得，由此使得金刚石能够牢固附接于金属薄片层上，从而使得金刚石工具对于金刚石磨粒具有更好的把持力。并且钎焊方式使得金刚石至少有一部分是凸伸于钎焊层而外露，该方
式相比于通过电镀将金刚石附接至金属薄片层，能够减少电镀方式对金刚石的外露部分所造成的金属污染，提升金刚石工具的实际磨削效果。
[0029]2.导磁镀覆金刚石的镀覆层金属使得金刚石在具有一定的磁性的同时，能在钎焊过程中对金刚石进行热保护以减少金刚石的热损伤导致的金刚石的强度下降，有效延长了金刚石工具的使用寿命。
[0030]3.金刚石工具的金属薄片层具有较好的柔韧性且硬度低于120HB，在高温钎焊后仍然具有较好的柔韧性，因此金刚石工具在实际磨削过程中具有较好的力学性能，有效提升金刚石工具的使用寿命。
[0031]4.利用有序点磁陶瓷板划定吸附区域，一个磁点吸附一颗金刚石，使得金刚石颗粒进行高度有序排列，使其具有统一的金刚石出露高度，使得金刚石工具的工作面具有更高的平整度，更加有利于金刚石工具的实际磨削效果的提升。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石工具，包括工具本体和附接于工具本体的金刚石作业层，其特征在于：金刚石作业层包括：金属薄片层、钎焊层和多个金刚石，所述金属薄片层包括第一面和第二面，所述第一面用于与所述钎焊层钎焊结合，所述第二面用于与所述工具本体进行附接，所述金刚石是具有导磁镀覆层的金刚石，多个所述金刚石经由磁力场引导而有序排列设置，所述金刚石经由钎焊层而连接固定在所述金属薄片层的所述第一面，且所述金刚石至少有一部分是凸伸于所述钎焊层而外露。2.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于：所述钎焊层是由钎焊焊膏受热固化所得，有序排列设置的所述金刚石被转移至钎焊焊膏中，在钎焊焊膏受热固化后，金刚石经由钎焊层而连接固定在所述金属薄片层的所述第一面上且至少有一部分是凸伸于所述钎焊层而外露。3.根据权利要求1所述的金刚石工具，其特征在于：该金刚石的导磁镀覆层的金属选用铜基、镍基、钨基或铁基中的一种，该导磁镀覆层的金属使得金刚石增重在20％～150％之间；或所述金属薄片层为铁、铜、钼、铝、镍或铬的金属单质或其中至少一种的金属基的合金；或所述金属薄片层硬度低于120HB且具有柔韧性。4.一种金刚石作业层的制造方法，所述金刚石作业层用于与金刚石工具进行附接，其特征在于：所述金刚石作业层的制造方法包括以下步骤：S1.对金刚石进行导磁镀覆以及提供金属薄片层；S2.使金刚石进行有序排列、S3.使有序排列的金刚石被钎焊固定于金属薄片层上并让金刚石至少有一部分是凸伸于钎焊层而外露。5.根据权利要求4所述的金刚石作业层的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中对金刚石进行导磁镀覆包括：配制镀液、测定金刚石颗粒增重比例；将配制好的镀液和金刚石颗粒加入容器中，选择合适的金属棒作为阳极，将阴极导线置于金刚石颗粒内部进行通电以制备所需的具有导磁镀覆层的金刚石。6.根据权利要求4所述的金刚石作业层的制造方法，其特征在于：在所述步骤S2使金刚石进行有序排列之前，还包括步骤S20：预先对金刚石在金属薄片层上的作业区...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建，何小山，纪勇，郑少芸，郑宝津，黄路遥，
申请(专利权)人：泉州华大超硬工具科技有限公司，
类型：发明
国别省市：