一种单层钎焊金刚石工具的制备方法.pdf

本发明公开了一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，由金刚石磨粒与金属基体在低温钎料的作用下加热钎焊而成，上述钎焊过程在空气中进行，且所采用的钎料为低温钎料，且上述钎焊过程中的钎焊加热以高频感应的方式进行。本发明使用高频感应加热可以大大的缩短加热时间，从而提高了工具的制备效率；且由于空气中有氧，在高温情况下，会对金刚石磨粒产生氧化损伤，本发明使用高频感应加热，由于加热时间短，因此可以大大减少钎焊过程中由于高温而引起的金刚石磨粒的热损伤和氧化损伤。同时由于钎焊操作在空气中进行，与普通的真空氛围中钎焊相比，不需要真空制造仪器。在生产投资时，不需要在真空设备的投资。在制备工具时，由于不需要抽真空，因此可以进一步缩短制备时间，提高工具的制备效率。

1、  一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，由金刚石磨粒与金属基体在钎料的作用下加热钎焊而成，其特征在于：上述钎焊过程在空气中进行，且所采用的钎料为低温钎料，且上述钎焊过程中的钎焊加热以高频感应的方式进行。

2、  根据权利要求1所述的一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，其特征在于：上述低温钎料所含成分的重量百分比为Ag：25-30％，Cu：35-40％，Zn：31-37％，Cr：5-10％，其熔点为740-760℃。

3、  根据权利要求1所述的一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，其特征在于：上述钎焊过程中，采用高频感应焊机进行加热。

一种单层钎焊金刚石工具的制备方法
技术领域
本发明涉及一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，所制备地金刚石工具适用于花岗石，陶瓷，混凝土及玻璃等硬脆性材料的加工。
背景技术
目前已有的金刚石工具通常可分为单层电镀和多层烧结(包括热固化)两大类，由于实际磨削作业的多样性与复杂性，单层与多层工具各有所长，其中单层电镀金刚石工具由于电镀工艺简单，制作容易；无需修整修锐，使用方便，因此在金刚石工具的生产应用中都一直占据着很大的份额。但是由于电镀金刚石工具上电沉积的镀层金属与磨料和磨具基体的界面上均不存在牢固的化学冶金结合。磨料只是被机械地包埋在镀层与基体之间，因此金属镀层对金刚石磨粒的把持力小，极容易因磨料脱落和镀层成片剥离而导致砂轮的整体失效。另外，由于镀层厚，磨料出露高度低，容屑空间小，电镀砂轮磨削时很容易因切屑的粘附堵塞而失效。同时，电镀砂轮上磨料本身的有效利用率也极低。
国外在90年代初开始研究用钎焊代替电镀开发新一代单层钎焊金刚石工具，借助高温钎焊使钎料在金刚石磨粒与金属基体界面上发生溶解、扩散、化合之类的相互作用从而提高基体对金刚石磨粒的把持力，改善磨料、结合剂(钎料合金)、基体三者之间的结合强度。目前高温钎焊金刚石工具基本是在高温真空钎焊炉中进行，对金属基体实现了整体加热，升温速度缓慢，工具制备时间长，由于需要真空氛围，因此设备投资大。虽然通过这种钎焊方式也能实现了金刚石磨粒的高强度固结，但是制备方式复杂，制备成本高，所需时间长。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备效率高、制备成本低的单层钎焊金刚石工具的制备方法。
本发明的技术方案是这样的：一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，由金刚石磨粒与金属基体在钎料的作用下加热钎焊而成，上述钎焊过程在空气中进行，且所采用的钎料为低温钎料，且上述钎焊过程中的钎焊加热以高频感应的方式进行。
上述低温钎料所含成分的重量百分比为Ag：25-30％，Cu：35-40％，Zn：31-37％，Cr：5-10％，其熔点为740-760℃。
上述钎焊过程中，采用高频感应焊机进行加热。
本发明一种单层钎焊金刚石工具的制备方法，使用高频感应加热可以大大的缩短加热时间，从而提高了工具的制备效率；且由于空气中有氧，在高温情况下，会对金刚石磨粒产生氧化损伤，本发明使用高频感应加热，且使用低温钎料，这样，钎焊加热时间短，因此可以大大减少钎焊过程中由于高温而引起的金刚石磨粒的热损伤和氧化损伤；使用高频感应加热还可以实现基体的局部受热，即仅在需要钎焊金刚石磨粒的地方进行加热，实现金刚石磨粒的焊接，这样避免了金属基体的整体受热，减少对金属基体的热损伤。同时由于钎焊操作在空气中进行，与普通的真空氛围中钎焊相比，不需要真空制造仪器。在生产投资时，不需要在真空设备的投资。在制备工具时，由于不需要抽真空，因此可以进一步缩短制备时间，提高工具的制备效率。
本发明的金刚石钎焊工具制备方法所得到的金刚石磨粒的出露高度磨粒能够保持在磨粒粒径的70％以上。这样可以充分发挥每颗金刚石磨粒的优异性能。
使用本金刚石钎焊工具制备技术所制造金刚石钎焊工具，制备效率高，在进行重负荷加工时，由于磨粒出露高度高，可以实现对硬脆性材料(包括陶瓷、石材、混凝土和玻璃等)的高效加工。
具体实施方式
本发明一种单层钎焊金刚石工具的制备步骤如下：
一、在金属基体表面均匀的涂覆上一层很薄的胶状低温钎料，此低温钎料所含成分的重量百分比为Ag：25-30％，Cu：35-40％，Zn：31-37％，Cr：5-10％，此低温钎料的熔点为740-760℃；
二、把金刚石磨粒根据需要放置在步骤一中涂覆有胶状低温钎料的金属基体上，然后在金属基体表面放置压块，压住金刚石磨粒；
三、在空气中用高频感应焊机对步骤二中金属基体上需要钎焊金刚石磨粒的地方进行加热，加热到低温钎料熔化时，即可停止加热，自然冷却，这样便实现了金刚石磨粒的钎焊固结。
本发明的设计要点为在空气中使用低温钎料和感应加热的方式进行钎焊，钎焊加热的温度及时间与所制造的工具的大小，金刚石磨粒的大小，钎料的选择，钎焊面积的大小，高频感应焊机的功率等多种因素有关。
本发明中，钎焊采用高频感应焊机进行加热，使用高频感应加热可以大大的缩短加热时间，从而提高了金刚石工具的制备效率。同时由于钎焊操作在空气中进行，与普通的真空气氛中钎焊相比，不需要真空制造仪器。在生产投资时，不需要在真空设备的投资，制备成本较低，且在制备工具时，由于不需要抽真空，因此可以进一步缩短制备时间，提高工具的制备效率。