本發(fā)明涉及一種磨料群排布圖案可控的釬焊磨輪的制備方法，屬于磨料工具制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

磨削加工是機(jī)械零件精密成型與高質(zhì)量表面獲得的主要加工方式，廣泛應(yīng)用于金屬、陶瓷、光學(xué)晶體等材料的高效精密加工。對(duì)磨削加工而言，磨輪對(duì)加工過(guò)程及加工后工件表面質(zhì)量以及加工成本極其為重要，是構(gòu)成高效、精密磨削技術(shù)的關(guān)鍵。由于磨削實(shí)際上是通過(guò)固結(jié)在磨輪表面的眾多磨料對(duì)材料的微量去除從而實(shí)現(xiàn)工件材料的整體去除加工，因此磨輪表面磨粒的分布對(duì)磨輪性能影響巨大。一直以來(lái)，人們都在努力如何使得磨料或微磨粒群能夠按一定方式分布在磨輪表面，以確保磨粒間能均勻承擔(dān)切削載荷，從而有效提高磨粒的磨削性能。

現(xiàn)有很多專利都是采用網(wǎng)篩法、模板法、隔板排布等方式，如中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN1528565A中公布了一種基于殼模布料的方法、中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN1528565A中公布了一公布了一種帶圖案優(yōu)化的磨料制備技術(shù)、中國(guó)發(fā)明專利號(hào)CN101073882一種磨料三維多層可控優(yōu)化排布電鍍工具制備方法等，都一定程度上實(shí)現(xiàn)了磨料按一定形式排布的磨輪制作。但是依然存在很多難題，主要體現(xiàn)在：(1)由于受于網(wǎng)篩、孔板等制作的影響，復(fù)雜圖案排布很難實(shí)現(xiàn)；(2)網(wǎng)篩，孔板的方法主要應(yīng)用于平面磨盤(pán)的制備，而對(duì)于帶有弧面等形狀的磨輪制備顯然無(wú)能為力；(3)由于網(wǎng)篩、孔板等空洞小，結(jié)合劑及磨料涂覆困難，因此現(xiàn)有方法效率是十分低下。也因?yàn)槿绱?，盡管在磨料圖案排布提出多年后的今天依然無(wú)法看到起大規(guī)模的應(yīng)用。尋找更自由、便捷、高效的磨料圖案分布磨輪制備技術(shù)顯然極為迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種磨料群排布圖案可控的釬焊磨輪的制備方法，其克服了背景技術(shù)所存在的不足。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種磨料群排布圖案可控的釬焊磨輪的制備方法，包括：

步驟一，將光固化劑均勻涂覆在磨輪基體工作表面上，形成光固化劑涂覆層；

步驟二，將磨粒撒在光固化劑涂覆層上；

步驟三，采用聚焦光束光斑按設(shè)計(jì)的磨粒排布圖案對(duì)光固化劑涂覆層進(jìn)行區(qū)域性掃描光固化，使得光束照射到的光固化劑涂覆層中的光固化劑發(fā)生光誘導(dǎo)固化，借助此固化作用從而將磨粒臨時(shí)粘固在磨輪基體上；

步驟四,清除沒(méi)有固化的光固化劑和沒(méi)有被粘固的磨粒，從而在磨輪基體表面上得到與預(yù)期磨粒排布圖案一致的光固連接磨料層；

步驟五，將活性合金粉末撒在磨輪基體上，至少覆蓋所述光光固連接磨料層；

步驟六，將磨輪基體關(guān)入加熱爐進(jìn)行釬焊加熱，光固化劑分解氣化，活性合金粉末熔化后將磨粒牢固連接在磨輪基體上，冷卻后得到釬焊磨輪。

一較佳實(shí)施例之中：所述光固化劑是含有1-10％的光引發(fā)劑，同時(shí)含有丙烯酰氧基、或甲基丙烯酰氧基、或丙烯基、或環(huán)氧基團(tuán)、或乙烯基醚的樹(shù)脂；所述光固化劑涂覆層厚度30-50um。

一較佳實(shí)施例之中：所述光固化劑是液態(tài)光固化劑，采用丙烯酰氧基樹(shù)脂或乙烯基酯樹(shù)脂。

一較佳實(shí)施例之中：所述磨粒是金剛石、或立方氮化硼、或氧化鋯、或氧化鋁、或硬質(zhì)合金、或氮化硅、或碳化硅；所述磨粒的直徑是10-2000μm。

一較佳實(shí)施例之中：所述光束照射在磨輪基體表面的光斑直徑為0.01-10mm；所述光束為波長(zhǎng)250-420nm的紫外光或波長(zhǎng)為400-800nm的可見(jiàn)光。

一較佳實(shí)施例之中：所述光束功率40-50W，寬度1-2mm,掃描速度10-20mm/min。

一較佳實(shí)施例之中：所述活性合金粉末是加熱可熔化的金屬合金焊料，其組分至少包括鉻、鈷、鈦、鐵、鋁金屬合金當(dāng)中的一種。

一較佳實(shí)施例之中：所述活性合金粉末是粒度100-300目的NiCrP預(yù)合金粉末，或者，粒度200-300目的AgCuTi預(yù)合金粉末。

一較佳實(shí)施例之中：步驟六當(dāng)中，加熱爐內(nèi)真空度10^-4-10^-3Pa，加熱到400-600攝氏度保溫20-40分鐘，光固化劑分解，繼續(xù)加熱至1030-1050攝氏度并保溫3-8分鐘，活性合金粉末熔化。

一較佳實(shí)施例之中：步驟六當(dāng)中，加熱爐內(nèi)通有惰性保護(hù)氣體，加熱到400-500攝氏度保溫20-40分鐘，光固化劑分解，繼續(xù)加熱至850-890攝氏度并保溫15-30分鐘，活性合金粉末熔化。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

利用光束對(duì)磨輪基體表面的光固化劑進(jìn)行選擇性照射固化，再通過(guò)釬焊加熱使活性合金粉末熔化后將磨粒牢固連接在磨輪基體上，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜排布圖案的制作，可實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度磨粒群分布可控排布，極大提高了制作效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1繪示了磨輪基體的立體示意圖。

圖2繪示了磨輪基體的橫截面示意圖。

圖3繪示了磨輪基體工作面涂覆光固化劑的立體示意圖。

圖4繪示了磨輪基體工作面涂覆光固化劑的橫截面示意圖。

圖5繪示了磨粒撒在磨輪基體工作面的立體示意圖。

圖6繪示了磨粒撒在磨輪基體工作面的橫截面示意圖。

圖7繪示了光束照射光固光固化劑的立體示意圖。

圖8繪示了光束照射光固光固化劑的橫截面示意圖。

圖9繪示了移除未固化的光固化劑和未粘固的磨粒之后的立體示意圖。

圖10繪示了移除未固化的光固化劑和未粘固的磨粒之后的橫截面示意圖。

圖11繪示了撒完活性合金粉末的磨輪基體立體示意圖。

圖12繪示了撒完活性合金粉末的磨輪基體橫截面示意圖。

圖13經(jīng)過(guò)釬焊加熱后磨輪基體立體示意圖。

圖14經(jīng)過(guò)釬焊加熱后磨輪基體橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖14，磨料群排布圖案可控的釬焊磨輪的制備方法，包括：

步驟一，將光固化劑2均勻涂覆在磨輪基體1上，形成光固化劑涂覆層。光固化劑2優(yōu)選液態(tài)光固化劑丙烯酰氧基樹(shù)脂，光固化劑涂覆層厚度為30-50um。磨輪基體1優(yōu)選45號(hào)鋼。

步驟二、將磨粒3撒在光固化劑涂覆層上。磨粒3優(yōu)選金剛石磨粒，直徑40-80um。

步驟三，采用聚焦光束光斑按所設(shè)計(jì)的磨粒排布圖案對(duì)光固化劑2進(jìn)行區(qū)域選擇性掃描照射固化，使得光束4照射過(guò)的光固化劑2發(fā)生固化并形成光固連接磨料層5。光束功率40W，光束寬度2mm,掃描速度10mm/min。光束4優(yōu)選波長(zhǎng)為250-420nm的紫外光。

步驟四，完成掃描后清除沒(méi)有固化的光固化劑2和沒(méi)有被粘固的磨料3，從而在磨輪基體1表面上得到與預(yù)期磨粒排布圖案一致的光固連接磨料層5。

步驟五，將活性合金粉末6撒在磨輪基體上1，至少覆蓋光固連接磨料層5。活性合金粉末6優(yōu)選NiCrP預(yù)合金粉末，粒度100-300目。

步驟六、將磨輪基體1送入加熱爐進(jìn)行釬焊加熱，真空度10^-4Pa，加熱到400-600攝氏度保溫30分鐘，使得光固連接磨料層5中的光固化劑2在高溫下分解，繼續(xù)加熱至1030-1050攝氏度并保溫3-8分鐘，使得活性合金粉末6熔化后將磨粒3與基體1牢固連接，隨后冷卻取出得到所設(shè)計(jì)的磨粒圖案分布磨輪。

實(shí)施案例二：

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖14，磨料群排布圖案可控的釬焊磨輪的制備方法，包括：

步驟一，將光固化劑2均勻涂覆在磨輪基體1上，形成光固化劑涂覆層。光固化劑2優(yōu)選液態(tài)光固化劑乙烯基酯樹(shù)脂，光固化劑涂覆層厚度為30-50um。磨輪基體1優(yōu)選45號(hào)鋼。

步驟二、將磨粒3撒在光固化劑涂覆層上。磨粒3優(yōu)選CBN磨粒，直徑100-1250um。

步驟三，采用聚焦光束光斑按所設(shè)計(jì)的磨粒排布圖案對(duì)光固化劑2進(jìn)行區(qū)域選擇性掃描照射固化，使得光束4照射過(guò)的光固化劑2發(fā)生固化并形成光固連接磨料層5。光束功率50W，光束寬度1mm,掃描速度15mm/min。光束4優(yōu)選波長(zhǎng)為400-800nm的可見(jiàn)光。

步驟四，完成掃描后清除沒(méi)有固化的光固化劑2和沒(méi)有被粘固的磨料3，從而在磨輪基體1表面上得到與預(yù)期磨粒排布圖案一致的光固連接磨料層5。

步驟五，將活性合金粉末6撒在磨輪基體上1，至少覆蓋光固連接磨料層5?；钚院辖鸱勰?優(yōu)選AgCuTi預(yù)合金粉末，粒度200-300目。

步驟六、將磨輪基體1送入通有惰性保護(hù)氣體的加熱爐進(jìn)行釬焊加熱，，加熱到400-500攝氏度保溫30分鐘，使得光固連接磨料層5中的光固化劑2在高溫下分解，繼續(xù)加熱至850-890攝氏度并保溫15-30分鐘，使得活性合金粉末6熔化后將磨粒3與基體1牢固連接，隨后冷卻取出得到所設(shè)計(jì)的磨粒圖案分布磨輪。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。