專利名稱：一種單層金剛石磨削工具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨削工具及其制造方法，具體地說是指一種單層金剛石磨削工具。
背景技術(shù)：
單層金剛石磨削工具主要應(yīng)用于軟質(zhì)多孔材料的修整、硬脆材料的磨削和材質(zhì)表面糙化等場合，目前國內(nèi)使用的單層金剛石磨削工具大多是采用電鍍工藝或硬焊的方法制成，磨料顆粒只是被包埋鑲嵌在金屬中，金屬和磨料之間的結(jié)合面上不存在牢固的化學(xué)結(jié)合，因而把持力不大。由于磨料顆粒是非均勻分布于基體表面，所以，磨料顆粒突出于基體的高度不一，在負荷較重的磨削作業(yè)中，磨料顆粒受力不均，較突出的磨料顆粒不僅會損傷加工件而且較易脫落，從而影響磨削速度和質(zhì)量。為增加焊接層的把持力就必須增加焊接層厚度，磨料顆粒突出于基體的高度小于50％，其結(jié)果是磨料顆粒裸露高度和容屑空間減小，砂輪容易堵塞，影響工具的使用壽命。
所以，迫切需要一種磨料顆粒大小均一且均勻分布于基體表面的單層金剛石磨削工具，需要一種磨料顆粒具有相同的裸露高度的單層金剛石磨削工具，需要一種能防止磨料顆粒脫落的單層金剛石磨削工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種單層金剛石磨削工具及其制造方法，該工具的磨料顆粒大小均一、均勻分布于基體表面，而且具有相同的裸露高度，能防止磨料顆粒脫落。
本發(fā)明采用下述的方案本發(fā)明的單層金剛石磨削工具，包括一基體和金剛石磨料，金剛石磨料顆粒通過一釬焊層固定于基體上，金剛石磨料呈矩陣排列并以相同的高度突出于該基體表面，其裸露高度為磨料顆粒的20～80％。其中釬焊層為含鈦至少為3％重量百分比的銅合金，基體材質(zhì)為金屬或陶瓷。由于采用含鈦的銅合金為釬焊層，金剛石磨料顆粒與釬焊層之間會形成一碳化鈦層，增強了金剛石磨料顆粒與釬焊層之間的把持力，使金剛石磨料顆粒不易脫落。同時，由于金剛石磨料排列均勻，裸露高度大且基本一致，所以其具有較好的鋒利度，磨削效果佳，容屑量大，延長了工具的使用壽命。
為提高金剛石磨削工具在腐蝕性環(huán)境中使用壽命，一種較佳的方式，于金剛石磨料和釬焊層表面覆蓋一層防腐層，該防腐層可為電鍍鎳、陶瓷釉料、氮化鈦或類金剛石涂層中的任一種，其厚度約為1～5μm。
本發(fā)明的單層金剛石磨削工具采用的制造方法，包括下列步驟1.將金剛石磨料按預(yù)設(shè)的排列方式粘結(jié)于基體表面上；2.形成將金剛石磨料固定于基體表面上的釬焊層。
對于設(shè)有防腐層的單層金剛石磨削工具，還包括在金剛石磨料和釬焊層外表面上覆蓋一防腐層的步驟。該步驟可采用電鍍法和物理氣相沉積法，均為公知的方法。
該制造方法的具體流程如下1.在經(jīng)過處理的基體表面上均勻涂設(shè)一層膠層。
2.利用抽氣機在網(wǎng)板一側(cè)抽氣將金剛石磨料顆粒吸附于網(wǎng)板孔中。該網(wǎng)板孔按預(yù)設(shè)的矩陣排列，其寬度小于金剛石磨料顆粒的寬度。當抽氣機向上抽氣，使網(wǎng)板上方壓力變小，金剛石磨料顆粒在氣壓的作用下，吸附于網(wǎng)孔下方。
3.將磨料顆粒以相同的高度粘附于膠層上并移除網(wǎng)板。由于網(wǎng)板孔具有相同的孔徑，使吸附于網(wǎng)板孔中的金剛石磨料顆粒大小一致，當金剛石磨料顆粒在網(wǎng)板的作用下粘附于膠層上時，就可使金剛石磨料顆粒按網(wǎng)板孔的矩陣排列并以相同的高度突出于該基體表面。
4.于粘附有金剛石磨料顆粒的基體表面上均勻鋪灑釬焊料粉末，進行第一次焊接，將金剛石磨料顆粒固定在基體上，并使膠層燒毀。
5.于焊接有金剛石磨料顆粒的基體表面上再次均勻鋪灑釬焊料粉末至所需要的量，并進行第二次焊接，使釬焊層達到所需的厚度。
上述的焊接方法可采用真空釬焊或其他公知的釬焊方法。
金剛石磨料顆粒在基體上的排列可采用下述方式1.任意相鄰三粒金剛石磨料顆粒呈正三角形排列。
2.任意相鄰四粒金剛石磨料顆粒呈正方形排列。
由于采用抽氣機將金剛石磨料顆粒吸附于網(wǎng)板孔中，使粘附于膠層上的磨料顆粒大小更一致，排列更規(guī)則，減少了手工補充或調(diào)整磨料顆粒的比例，大大提高了生產(chǎn)效率。采用這種方法，手工進行補充或調(diào)整磨料顆粒比例小于10％。
由于采用二次釬焊，使釬焊過程更易控制，釬焊層的厚度更精確。


圖1為現(xiàn)有單層金剛石磨削工具結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的單層金剛石磨削工具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的覆蓋防腐層的單層金剛石磨削工具結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2中A處的詳細結(jié)構(gòu)圖；圖5為涂有膠層的基體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為金剛石磨料顆粒吸附于網(wǎng)板上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為金剛石磨料顆粒粘附于膠層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為移除網(wǎng)板后金剛石磨料顆粒粘附于膠層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為釬焊料粉末鋪灑于金剛石磨料顆粒上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的金剛石磨料顆粒呈正方形排列的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的金剛石磨料顆粒呈正三角形排列的結(jié)構(gòu)示意12為本發(fā)明與現(xiàn)有的金剛石工具磨削時間對比示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
參照圖1，現(xiàn)有單層金剛石磨削工具的金剛石磨料顆粒2非均勻分布于基體1表面，且裸露高度不一，極易從焊接層3脫落，造成焊接層3直接與加工件表面接觸，加劇了焊接層3的磨損速度。
實施例一參照圖2、圖4、圖10，不含防腐層的單層金剛石磨削盤，金剛石磨料顆粒2通過釬焊層3固定于基體1上，金剛石磨料顆粒2與釬焊層3之間形成一層碳化鈦層21，金剛石磨料2呈正三角形排列，其裸露高度約為磨料顆粒2的80％。其中金剛石磨料顆粒2采用大小約為200微米的金剛石砂，釬焊層3為含鈦為11％重量百分比的銅合金。
該磨削盤具有較好的鋒利度，磨削效果佳，容屑量大，該工具的使用壽命是現(xiàn)有的工具的1.5～2倍。
參照圖5至圖9，其制造過程包括下列步驟1.在經(jīng)過清洗、噴砂處理后的基體1表面上涂設(shè)膠層6；2.用抽氣機向上抽氣，將金剛石磨料顆粒2吸附于網(wǎng)板5的孔中；3.將金剛石磨料顆粒2粘附于膠層6上并移除網(wǎng)板5；4.在金剛石磨料顆粒2和膠層6上均勻鋪灑釬焊料粉末31，置于真空爐中在1000℃溫度下進行真空釬焊，此過程進行二次直至釬焊層3達到所需的厚度。
實施例二參照圖3，按照實施例一的方法制作單層金剛石磨削工具，于金剛石磨料顆粒2和釬焊層3上覆蓋一層防腐層4，防腐層4為陶瓷釉料，其厚度為2μm，采用物理氣相沉積法制得。該工具在酸性環(huán)境中的使用壽命是現(xiàn)有磨削工具的2.5倍以上。
上述僅為本發(fā)明的二個具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，如本發(fā)明中的金剛石磨料也可用其它超硬磨料如氮化硼代替，凡利用本發(fā)明的構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種金剛石磨削工具，包括一基體、大量的金剛石磨料和使金剛石磨料固定于基體上的釬焊層，其特征在于金剛石磨料呈矩陣排列并以相同的高度突出于該基體表面，所述的釬焊層為含鈦至少為3％重量百分比的銅合金。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金剛石磨削工具，其特征在于所述的基體材質(zhì)為金屬或陶瓷。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金剛石磨削工具，其特征在于所述的金剛石磨料突出于基體表面的高度為磨料顆粒高度的20～80％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種金剛石磨削工具，其特征在于所述的金剛石磨料和釬焊層表面覆蓋一層防腐層，該防腐層為電鍍鎳、陶瓷釉料、氮化鈦或類金剛石涂層中的任一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，包括下列步驟A.將金剛石磨料按預(yù)設(shè)的排列方式粘結(jié)于基體表面上；B.形成將金剛石磨料固定于基體表面上的釬焊層。
6.如權(quán)利要求5所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，其特征在于所述的釬焊層為含鈦至少為3％重量百分比的合金，所述的基體材質(zhì)為金屬或陶瓷。
7.如權(quán)利要求5所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，其特征在于所述的將金剛石磨料按預(yù)設(shè)的排列方式粘附于基體表面上的過程包括下列步驟A.在基體表面涂設(shè)膠層；B.將金剛石磨料顆粒吸附于網(wǎng)板孔中；C.將吸附于網(wǎng)板孔中的金剛石磨料顆粒粘附于膠層上；
8.如權(quán)利要求7所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，其特征在于所述的網(wǎng)板孔按矩陣排列，其孔徑小于金剛石磨料顆粒的粒徑。
9.如權(quán)利要求7所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，其特征在于將金剛石磨料顆粒吸附于網(wǎng)板孔的方法為用抽氣機在網(wǎng)板一側(cè)抽氣。
10.如權(quán)利要求5所述的一種金剛石磨削工具的制造方法，其特征在于所述的形成釬焊層的過程包括下列步驟A.于粘附有金剛石磨料顆粒的基體表面上均勻鋪灑釬焊料粉末，進行第一次焊接，將金剛石磨料顆粒固定在基體上；B.于焊接有金剛石磨料顆粒的基體表面上再次均勻鋪灑釬焊料粉末至所需要的量，并進行第二次焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單層金剛石磨削工具及其制造方法，該工具的磨料顆粒大小一致、均勻分布于基體表面，而且具有相同的裸露高度，能防止磨料顆粒脫落、提高工具的鋒利度和使用壽命。該制造方法采用抽氣網(wǎng)板使磨料顆粒均勻分布于基體表面，使制造過程方便快捷，減少了手工補粒的比例。
文檔編號B24D3/04GK1872496SQ20051007574
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者陳銓祥 申請人:廈門佳品金剛石工業(yè)有限公司