一种超硬磨粒磨具整形方法技术

本发明专利技术公开了一种超硬磨粒磨具整形方法，包括如下步骤：1）通过在线加热使在整形过程中超硬磨粒磨具上的超硬磨粒或活性整形块至少一方的温度持续保持在活化温度区内；2）将超硬磨粒磨具上的超硬磨粒与活性整形块进行接触并作相对刻划运动；3）超硬磨粒与活性整形块中的反应性元素发生反应并生成化学反应物，所述的化学反应物被移除；4）实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，直至所述的超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止所述的步骤1-3。最终通过上述整形步骤达到去除磨粒多余部分，高效率获得高形状精度超硬磨料磨具的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括如下步骤：1）通过在线加热使在整形过程中超硬磨粒磨具上的超硬磨粒或活性整形块至少一方的温度持续保持在活化温度区内；2）将超硬磨粒磨具上的超硬磨粒与活性整形块进行接触并作相对刻划运动；3）超硬磨粒与活性整形块中的反应性元素发生反应并生成化学反应物，所述的化学反应物被移除；4）实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，直至所述的超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止所述的步骤1-3。最终通过上述整形步骤达到去除磨粒多余部分，高效率获得高形状精度超硬磨料磨具的目的。【专利说明】
本专利技术涉及机械加工中超硬磨粒磨具应用领域,具体地涉及。
技术介绍
超硬磨粒磨具，如砂轮、磨轮、锯片、钻头等，广泛应用于工程陶瓷、半导体材料、硬质合金、光学材料、石材、混凝土等硬脆难加工材料的加工。拥有正确的几何形状是超硬磨粒磨具实现高效、精密、长寿命加工的关键。然而因超硬磨粒粒度、晶型以及位置分布等差异的客观存在，加上工具制备工艺过程磨粒存在移位等问题，制造出来的超硬磨粒磨具很难拥有预期、正确的几何形状，严重影响其加工使用，因此在使用前必须对其进行整形，即通过加工将超硬磨粒磨上多余的磨粒移除，从而使其轮廓几何形状得到矫正。目前整形方法有机械整形、脉冲激光整形、电火花-机械整形和化学修整等。机械式整形属于“硬碰硬”的干涉撞击去除过程，这必然导致造成整形过程砂轮金刚石磨粒产生大量破损和不必要的脱落，从而极大降低了砂轮的整形精度和砂轮的磨削能力；脉冲激光整形所采用的激光发生器设备昂贵，耗能大，操作复杂，生产成本高。化学修整法，通过一定的化学反应使金刚石磨粒逐层去除，修整精度较高，但由于化学反应发生的条件较苛刻，目前已有的机械化学式修整法修整效率较低。马宏路报道了用声光调QYAG脉冲激光修整超硬磨料砂轮的方法，从脉冲激光修整超硬磨料砂轮的机理出发，利用闭环控制单脉冲的输出，进行系统地青铜金刚石砂轮修整实验。该方法所需设备昂贵，操作过程复杂，耗能大，不适合实际的生产应用。王平等报道了对铸铁微细金刚石、CBN砂轮采用电火花一机械复合快速精密整形方法，修整后砂轮表面光滑，形状精度高，磨粒等高性好，适合起精密镜面磨削用。2006.6.14公开的专利号CN200510032590.7的中国专利技术专利公开了一种金属结合剂超硬磨料砂轮的电火花一机械复合整形方法，首先对砂轮进行电火花整形，直至电火花无法生成；然后采用制动式碳化硅滚轮来进行机械整形，直至将突出的磨粒磨除，即出刃高度为零。电火花一机械复合整形方法中，电火花是用于除去多余的结合剂，而对突出磨粒的去除依然采用机械滚压完成，易对磨粒产生大量破损和不必要的脱落。王帅等利用钎焊金刚石砂轮磨削低碳钢的机械化学方法修整金刚石砂轮，通过金刚石与钢块划擦在划擦界面形成瞬时高温，而使与铁直接接触的金刚石磨粒自由表面局部区域由于高温而发生石墨化；另一方面在高温下，金刚石的碳原子与钢中的铁原子相互亲和扩散，形成强度较低的Fe3C层粘附在金刚石的表面，与形成的石墨一起同时被油石块磨粒去除。韩帅等采用Crl2钢块对金刚石砂轮进行修整，通过机械化学磨损去除金刚石磨粒材料，达到对金刚石磨粒砂轮进行整形的目的。上述机械化学整形方法均是利用摩擦产生的热使磨粒与活性金属发生化学反应，由于摩擦所产生的热量有限，使得反应温度不高，导致整形效率低下。
技术实现思路
本专利技术提供了，以解决现有技术中存在的上述问题。本专利技术提供的技术方案如下：，包括如下步骤：I)通过在线加热使在整形过程中超硬磨粒磨具上的超硬磨粒和活性整形块两部分至少一方的温度持续保持在活化温度区内；2)将超硬磨粒磨具上的超硬磨粒与活性整形块进行接触并作相对刻划运动；3)超硬磨粒与活性整形块中的反应性元素发生反应并生成化学反应物，所述的化学反应物被移除；4)实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，直至所述的超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止所述的步骤1-3。所述的超硬磨粒为金刚石或立方氮化硼磨粒，也可以是表面经过金属化处理的金刚石或立方氮化硼磨粒，超硬磨粒粒径范围为O. 02mm-0. 8mm。所述的反应性元素是铁、钛、铬、钨、钴、钒、钥、锆或铝元素中的一种或多种的合金。所述的活化温度区范围为200°C -1000°C。所述的相对刻划运动是所述的超硬磨粒与所述的活性整形块之间存在运动速度差的接触。进一步的，所述的运动速度差的范围为0-100m/s，所述的接触的深度范围为O.I μ m-10 μ m。进一步的，所述的超硬磨粒与所述的活性整形块两者运动的方向为同向、反向或有角度交叉。进一步的，所述的角度交叉的范围为0-60°。所述步骤3)中所述的化学反应物通过所述的超硬磨粒与所述活性整形块进行所述的相对刻划运动时产生的机械作用移除。进一步的，经过机械研磨移除所述的化学反应物。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：在活化温度区超硬磨粒与活性整形块中的反应性元素发生化学反应，生成可被容易移除的化学反应物，从而达到对超硬磨粒磨具进行整形的目的，该方法避免了机械式整形导致造成整形过程磨粒产生大量破损和不必要的脱落的副作用；同时也避免了化学修整法在常温情况下导致整形效率低下的问题；此外该方法所采用设备均为常规设备相比脉冲激光整形方法，操作过程简单，生产成本低，适合在实际生产中的应用。【具体实施方式】以下结合具体实施例进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的内容并不限于此。实施例I活性整形块采用90%Ti、6%Al、4%V均质合金，通过公知加热方法加热使得活性整形块一直保温在600°C。金刚石砂轮以线速度lOm/s，接触深度I μ m,相对于活性整形块做往复切入运动。在这个往复接触过程中，超硬砂轮上的磨粒与活性整形块中的Ti、Al、V元素发生化学反应，并在接触的机械作用下发生移除，将砂轮上磨粒多余部分快速磨除。实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，当超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止整形加工，最终获得高精度的砂轮几何轮廓。实施例2将采用30%Fe、20%Cu、15%Ni、7%Sn、8%Zn和20%活性合金粉（活性合金粉成分为76%Ni、14%Cr、10%P)均匀混合后通过烧结成形成活性整形块。通过加热并保温700°C。金刚石砂轮以线速度30m/s，接触深度10 μ m相对于活性整形块做往复切入运动。在这个往复接触过程中，超硬砂轮上的磨粒与活性整形块中的Fe和Cr元素发生化学反应，并在接触的机械作用下发生移除，从而将砂轮上磨粒多余部分快速磨除，获得高精度的砂轮几何轮廓。实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，当超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止整形加工，最终获得高精度的砂轮几何轮廓。实施例3将采用42%Ag、38%Cu和20%Ti均质合金作为活性修整块，通过加热并保温在750°C。立方氮化硼以线速度8m/s，接触深度O. Ιμπι相对于活性整形块做往复切入运动。在这个往复接触过程中，超硬砂轮上的立方氮化硼磨粒中的N和B元素与活性整形块中的Ti元素发生化学反应，并在接触的机械作用下发生移除，从而将砂轮上磨粒多余部分快速磨除，获得高精度的砂轮几何轮廓。实时测量整形过程中的超硬磨粒磨具形貌，当超硬磨粒磨具形貌符合设计标准后，停止整形加工，最终获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国钦，徐西鹏，郭桦，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：