本发明专利技术公开了一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布工艺，包括打磨盘外端边缘布料、打磨盘斜面布料以及打磨盘顶端平面布料，所述的打磨盘外端边缘布料的磨料粒度为16～80目，相邻两颗磨粒的横向间距为1.6d～4.5d，相邻两颗磨粒的纵向间距1.5d~5.5d，其中d为磨料的最大粒径；所述的打磨盘斜面布料的磨料粒度为25～100目，沿磨盘径向相邻相颗磨粒间距范围1.5d～4d，沿径向分布的两列磨粒的间距范围1.5d～6d；所述的打磨盘顶端平面布料的磨料为簇状磨料，单个簇状磨料由1～115颗磨粒密排，磨粒的粒度为35～140目，簇状面积范围3mm2～15mm2。本发明专利技术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，较为完美地替代了传统的树脂砂轮片，是船舶制造业中船体打磨盘发展的方向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船体焊缝、焊疤及表面氧化皮打磨领域，涉及一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布新工艺，适用于大型船体表面除锈、去疤、除飞溅。此外，本专利技术还可应用于打磨多晶硅、玻璃等非金属材料以及大理石、花岗岩等石材类材料。
技术介绍
造船业是为水上交通、海洋开发和国防建设等行业提供技术装备的现代综合性产业，也是劳动、资金、技术密集型产业，我国劳动力资源丰富，拥有适宜造船的漫长海岸线，发展船舶工业具有较强的比较优势。同时，我国对外贸易的迅速增长，也为船舶工业提供了较好的发展机遇，我国船舶工业有望成为最具国际竞争力的产业之一。2008年难以预料的风险接踵而来，美国金融危机迅速波及全球，受美国金融危机影响我国船舶业面临着金融风暴严峻的冬天。此外，油价的持续高位运行以及钢铁等原材·料价格的上涨则构成了行业运营的主要压力。国际产业转移的趋势已经把造船业的巨大机遇展现在中国企业的面前，但在激烈的市场竞争环境，如何规避各种风险，把握机遇，是与企业发展命运攸关的问题。在船舶制造流程中，其中非常关键的一项工作便是将整只船体的焊接表面清理平整、干净。由于整只船体主要是由高强度结构钢经过特殊焊接在一起，焊接过程反应剧烈，会产生各种形状的焊缝、单个的焊点、焊疤以及在焊接过程中飞溅出来的焊剂与熔点金属形成的大量飞溅点，因此焊缝多、焊缝长、焊点密外形复杂且难以打磨成为船体制造的一个难点。目前常规的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。但由于树脂砂轮片是利用树脂固化的原理将碳化硅等超硬磨料固结成盘状制作而成，其结合强度底，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高强度的焊缝受到过大冲击，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，使得船体的打磨工作量占船舶整体制造工作量的三分之一左右。由于存在以上的缺点，再加上船舶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。超硬磨料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高强度焊缝的要求。而钎焊技术是利用焊料熔化将超硬磨料与基体焊接在一起，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焊缝的技术。相比其它超硬磨料，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，将超硬磨料焊接在钢基体上制备钎焊超硬磨料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。但对于专业打磨船体焊缝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，无法应用于船体打磨上。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，即浪费了磨料用量，又制约了磨盘的磨削效率与寿命，造成了钎焊磨盘目前仍然未在钢铁打磨领域得到革命性地应用。磨料排布技术在烧结、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。其中以我国台湾的中国砂轮公司宋健民博士(U. S. Patent6039641)为代表专利技术的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磨料粘附于基体表面。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。以成都中豪超硬材料有限公司(200820061656. 4)为代表专利技术的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
针对以上问题，本专利技术提供了一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布工艺。其主要原理是根据船体打磨的具体要求，以打磨用手动砂轮机为配套，结合钎焊超硬磨料工具的钎焊工艺优化计算磨料在打磨盘表面的排布。通过以上参数的优化设计，得出最适于船体打磨的钎焊超硬磨料打磨盘磨料排布以及匹配的磨料选择。本专利技术的技术方案如下 一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布工艺，包括打磨盘外端边缘布料、打磨盘斜面布料以及打磨盘顶端平面布料，其特征在于 所述的打磨盘外端边缘布料的磨料粒度为16 80目，相邻两颗磨粒的横向间距为I. 6d 4. 5d，相邻两颗磨粒的纵向间距I. 5cT5. 5d，其中d为磨料的最大粒径； 所述的打磨盘斜面布料的磨料粒度为25 100目，沿磨盘径向相邻相颗磨粒间距范围I.5d 4d，沿径向分布的两列磨粒的间距范围I. 5d 6d ; 所述的打磨盘顶端平面布料的磨料为簇状磨料，单个簇状磨料由I 115颗磨粒密排，磨粒的粒度为35 140目，簇状面积范围3mm2 15_2。所述的打磨盘外径范围在60mm 250mm,基体厚度O. Imm 5mm。所述打磨盘外端边缘的磨粒为高品级的钻切用磨料，相邻两颗磨粒横向间距为2.5d，相邻两颗磨粒纵向间距3d，磨粒的粒度为30目 40目。打磨盘斜面布料的磨料为高品级的磨削用磨料，磨料的粒度为35目 50目。所述打磨盘顶端平面簇状磨料的几何外形是圆形、三角形、矩形或正多边形。所述打磨盘上端平面排布的每一条簇状磨料形成的轨迹是直线、圆弧、渐开线或抛物线轨迹，两邻两条轨迹线之间的间距范围3mnT25mm。所述打磨盘顶端平面排布的磨料为中等品级的磨削用磨料，磨料的粒度为50目 80目。通过以上的创造性专利技术设计，得出最佳的磨料地貌优化效果，并可以利用钎焊超硬工具技术，通过磨料磨料排布方法，将磨料焊接于所设计的新型磨盘基体上，便可制备出·应用于船体打磨的新型打磨盘。本专利技术所设计的地貌优化创造性地将平面单颗磨料有序排布方式与簇状磨料排布相结合，解决了传统磨头排布方法难以根据工况、使用参数进行地貌优化的难题，并实现了区域磨料有序分布。此外，本专利技术中所用磨料可以做到根据使用要求分别布料，使磨料的使用更为合理，更具有经济性。本专利技术打磨盘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布工艺，包括打磨盘外端边缘布料、打磨盘斜面布料以及打磨盘顶端平面布料，其特征在于：所述的打磨盘外端边缘布料的磨料粒度为16～80目，相邻两颗磨粒的横向间距为1.6d～4.5d，相邻两颗磨粒的纵向间距1.5d~5.5d，其中d为磨料的最大粒径；所述的打磨盘斜面布料的磨料粒度为25～100目，沿磨盘径向相邻相颗磨粒间距范围1.5d～4d，沿径向分布的两列磨粒的间距范围1.5d～6d；所述的打磨盘顶端平面布料的磨料为簇状磨料，单个簇状磨料由1～115颗磨粒密排，磨粒的粒度为35～140目，簇状面积范围3mm2～15mm2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖冰，王波，段端志，张子煜，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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