CN103192322B - 外刀片切割轮的修整和制造 - Google Patents

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Abstract

一种外刀片切割轮（1）通过如下修整，该外刀片切割轮包括基体以及金属或合金‑粘结磨料颗粒的刀片部分（11）：将切割轮夹持在一对圆形夹具（2）之间，从而刀片部分（11）超越夹具突出；将切割轮浸没在电抛光液体中；将反电极（4、5、6）相对于刀片部分定位；实现电抛光，由此除去金属或合金粘合剂的部分以及在碎片窝中容纳的碎片，直到磨料颗粒在刀片部分表面上暴露。

Description

外刀片切割轮的修整和制造
技术领域
本发明涉及一种用来修整外径刀片切割轮的方法，该外径刀片切割轮包括硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体，以及在基体的外周缘上形成的刀片部分，刀片部分是包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂的磨料层，该金属或合金粘合剂用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上。
背景技术
为了对稀土永久磁体(烧结磁体)加以切割而使用外径刀片切割轮的锯削方法是公知的。凭借多种优点——这些优点包括便宜的切割轮、对于使用硬金属刀片而言可接受的切割允量、工件的高尺寸精度、比较高的加工速度以及制造的批量规模，外刀片切割断开技术广泛地用于稀土烧结磁体的切割。
专利文件1至3公开了供稀土永久磁体的切割使用的外刀片切割轮。已知的切割轮包括硬质合金基体和刀片部分，该刀片部分具有金刚石或CBN磨料颗粒，这些金刚石或CBN磨料颗粒通过镀金属或合金，典型地通过镀镍，而粘结到基体的外周缘上。
外刀片切割轮典型地采用如下过程制造：提供硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体；将金刚石或CBN磨料颗粒分布在基体的外周缘上；以及将金属或合金电镀或化学镀，以淀积金属或合金粘合剂，该金属或合金粘合剂用来将磨料颗粒粘结在一起或者粘结到基体上，以形成包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂的磨料层。磨料层构成刀片部分。在形成刀片部分之后，将构成刀片部分的磨料层成形和修整，以暴露出磨料颗粒。由于在制备后在使用时切削刃发生磨损，所以按适当时间间隔进行像在制备结束时那样的修整处理等等过程，以便恢复切削刃。
修整处理一般可以借助于导线电火花加工(EDM)而进行；或者借助于使用金刚石、CBN、SiC或氧化铝颗粒的磨削轮形式的修整器、并且磨削磨料层的表面以除去粘结材料的堵塞碎片或碎屑而进行，由此暴露出新的磨料颗粒。
修整处理的满意与否，很大程度地影响在制备后或在恢复后的切割性能，例如将切割印痕留在切割表面上，或者引起切割精度的误差。希望的是，具有一种用来修整外刀片切割轮的方法，该方法能够充分地修整以保证：使在刀片部分中在碎片窝中容纳的碎片脱落；并且使粘结材料的部分被除去以暴露出新的磨料颗粒，由此增进外刀片切割轮的性能。
引用清单
专利文件1：JP-A H90-174441
专利文件2：JP-A H10-175171
专利文件3：JP-A H10-175172
专利文件4：JP-A S63-216627
专利文件5：JP-A H05-005605
发明内容
本发明涉及一种外刀片切割轮，该外刀片切割轮包括硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体，以及在基体的外周缘上形成的刀片部分，刀片部分是磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂，该金属或合金粘合剂用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上。本发明的一个目的是提供一种方法，该方法用来按令人满意和高效的方式修整外刀片切割轮，从而使得把所修整的切割轮准备好用于有效的切断操作。另一个目的是提供一种使用该修整方法来制造这样一种外刀片切割轮的方法。
关于外刀片切割轮——该外刀片切割轮包括硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体，以及在基体的外周缘上形成的刀片部分，刀片部分是磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂，该金属或合金粘合剂用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上——本发明人已经发现，在外刀片切割轮的刀片部分的修整时，如果借助于电抛光而溶解掉粘合剂的部分和在碎片窝中容纳的碎片，则能够有效地暴露出磨料颗粒，并且形成碎片窝，而实现令人满意的修整。
经过对借助于电抛光而高效地修整刀片部分继续进一步调查，本发明人已经发现，通过如下方案，能够保证非常高效而又一致的电抛光：将外刀片切割轮夹持在一对圆形夹具之间，以保持切割轮，从而切割轮的相对表面在预定范围上用夹具覆盖，并且刀片部分凸伸超出圆形夹具的外边缘；将夹持在夹具之间的切割轮浸没在电抛光槽中的电抛光液体中；将一个电极和一对电极设置成反电极，所述一个电极与所述刀片部分的外圆周间隔开、并且包围所述刀片部分的外圆周，所述一对电极与所述刀片部分的侧表面相对、并且与所述刀片部分的侧表面间隔开；以及经圆形夹具和反电极将电力传导到切割轮。就是说，高效而又令人满意的修整操作是可能的。也已经发现，在镀敷液中在基体上实现电镀或化学镀-该基体具有在其外周缘上保持的磨料颗粒，以淀积用来形成刀片部分的金属或合金粘合剂的情况下，在刀片部分由导线电火花加工(EDM)和/或磨削轮成形或修剪之后，在电镀或化学镀步骤中的镀敷液可以用作电抛光液体。
相应地，在一个方面，本发明提供一种用来修整外刀片切割轮的方法，该外刀片切割轮包括：基体，该基体呈硬质合金的环形薄圆盘的形式，具有外周缘；以及形成在基体的外周缘上的刀片部分，刀片部分是磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上的金属或合金粘合剂，该方法包括如下步骤：
将外刀片切割轮夹持在一对圆形夹具之间，以保持切割轮，从而切割轮的相对表面在预定范围上用夹具覆盖，并且刀片部分凸伸超出圆形夹具的外边缘，
将夹持在夹具之间的切割轮浸没在电抛光槽中的电抛光液体中，
将一个电极和一对电极设置成反电极，所述一个电极与所述刀片部分的外圆周间隔开、并且包围所述刀片部分的外圆周，所述一对电极与所述刀片部分的侧表面相对、并且与所述刀片部分的侧表面间隔开，以及
将电力在切割轮与反电极之间传导，用来电解地溶解掉在磨料颗粒之间的金属或合金的部分以及在刀片部分表面中在碎片窝中容纳的碎片，直到磨料颗粒从刀片部分表面部分地凸显。
在一个优选实施例中，反电极包括一个笼形电极和一对环形电极，所述一个笼形电极与刀片部分的外圆周间隔开，并且包围刀片部分的外圆周，所述一对环形电极与刀片部分的侧表面相对，并且与刀片部分的这些侧表面间隔开。
在一个优选实施例中，在刀片部分中的磨料颗粒是金刚石和/或CBN颗粒，并且用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上的金属或合金通过电镀或化学镀而形成。在一个优选实施例中，粘结金属从Ni和Cu中选择，并且粘结合金从Ni-Fe、Ni-Mn、Ni-P、Ni-Co及Ni-Sn合金中选择。
在一个优选实施例中，刀片部分还包括渗入到在磨料颗粒之间或在磨料颗粒与基体之间的空穴中的金属或合金。更优选地，渗入的金属是Sn和/或Pb，并且渗入的合金从Sn-Ag-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn及Sn-Pb合金以及它们的混合物中选择。
在另一个方面，本发明提供一种用来制造外刀片切割轮的方法，该外刀片切割轮包括：基体，该基体呈硬质合金的环形薄圆盘的形式，具有外周缘；以及形成在基体的外周缘上的刀片部分，该方法包括如下步骤：
在镀敷液中在基体上实现电镀或化学镀-该基体具有在其外周缘上保持的磨料颗粒，以淀积金属或合金，以便将磨料颗粒彼此粘结并且粘结到基体上，由此形成磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金，磨料层构成刀片部分，
由导线电火花加工和/或磨削轮，修剪磨料层的突起、厚度及外径，以及
由以上定义的方法修整切割轮，将在电镀或化学镀步骤中的镀敷液用作电抛光液体，由此电解地溶解掉在磨料颗粒之间的金属或合金的部分以及在刀片部分表面中在碎片窝中容纳的碎片，直到磨料颗粒从刀片部分表面部分地凸显。
在一个优选实施例中，磨料颗粒是金刚石和/或CBN颗粒。
在一个优选实施例中，粘结金属从Ni和Cu中选择，并且粘结合金从Ni-Fe、Ni-Mn、Ni-P、Ni-Co及Ni-Sn合金中选择。
在电镀或化学镀以形成包括磨料颗粒和金属或合金的磨料层的步骤之后，制造方法可以包括：实现进一步电镀或化学镀以形成用来增强在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与基体之间的粘结强度的镀层的步骤；或者将熔融金属和/或合金渗入到在磨料颗粒之间或在磨料颗粒与基体之间的空穴中、并且固化其中的金属和/或合金的步骤。优选地，渗入的金属是Sn和/或Pb，并且渗入的合金从Sn-Ag-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn及Sn-Pb合金以及它们的混合物中选择。
本发明的有益效果
本发明的用来修整外刀片切割轮(该外刀片切割轮包括硬质合金基体以及在基体的外周缘上的刀片部分，该刀片部分包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂)的方法，能够保证对刀片部分进行高效和令人满意的修整。一种高性能外刀片切割轮可以按高效而又一致的方式制造。
附图说明
图1示意性地示出在本发明的修整方法中使用的例示性圆形夹具。
图2示意性地示出在夹具之间保持的外刀片切割轮，图2A示出整体组件，图2B示出在一种情形下的外周缘部分，而图2C示出在另一种情形下的外周缘部分。
图3是在修整或制造方法中使用的电抛光或镀敷槽的示意立体图。
图4是在修整或制造方法中用作反电极(在电抛光期间)或阳极(在电镀期间)的一种例示性笼形电极的示意立体图。
图5是在修整方法中用作反电极的一对环形电极的示意性立体图。
图6是示意放大图，示出与在修整方法中的反电极有关的切割轮的刀片部分。
图7是在光学实体显微镜下的显微照片，示出了在例1中的外刀片切割轮的刀片部分的侧表面。
图8是在光学实体显微镜下的显微照片，示出了在比较例1中的外刀片切割轮的刀片部分的侧表面。
图9是显微照片，示出了由外刀片切割轮切割的稀土永久磁铁件的表面，图9A和9B分别与例1和2相对应。
图10是显微照片，示出了由外刀片切割轮切割的稀土永久磁铁件的表面，图10A和10B分别与比较例1和2相对应。
图11是图表，比较由例1、2和比较例1、2的外刀片切割轮切割的稀土永久磁铁件的尺寸精度。
具体实施方式
请注意，由于圆盘具有中心和外圆周，所以相对于圆盘的中心使用术语“径向”和“轴向”。因此，厚度是轴向尺寸，而高度是径向尺寸。同样相对于圆盘的中心使用术语“外部”等。
这里使用的“电抛光”是指电解抛光。
本发明涉及一种外刀片切割轮，该外刀片切割轮包括硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体，以及在基体的外周缘上形成的刀片部分，刀片部分是包括磨料颗粒和金属或合金的磨料层，该金属或合金用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上。本发明的一个实施例是一种通过电抛光来修整外刀片切割轮的刀片部分的方法。外刀片切割轮通过将它夹持在一对圆形夹具之间而被保持，并且浸没在电抛光槽中的电抛光液体中，在该处进行电抛光。
外刀片切割轮通过将切割轮夹持在一对圆形夹具之间而被保持，从而切割轮的相对表面在预定范围上用夹具覆盖，并且刀片部分凸伸超出圆形夹具的外边缘。图1示出了一对圆形夹具2、2，这对圆形夹具2、2用来将外刀片切割轮1夹持在它们之间。
在图1中，所示的圆形夹具2、2为圆盘，这些圆盘在中心处具有螺杆插入孔(未示出)。圆形夹具2由介电材料制成，并且具有比待修整的切割轮1的外径小的外径，这些介电材料包括工程塑料或陶瓷，如氧化铝。保持架/电极板21、21安装在圆形夹具2、2的中心凹口中。电极板21、21借助于供电件23、23而与导电支架或杆22电气接触，从而电力可以从支架22传导到电极板21、21。请注意，这些导电部件的、与在电抛光槽中的电抛光液体相接触的部分，涂有介电材料，如硅酮。垫片24介入在上部夹具2与支架22之间，并且另一个垫片24介入在下部夹具2与端部块25之间。
切割轮1放置在圆形夹具2和2之间，如图1所示。从支架22突出的螺杆部分以及从端部块25突出的螺杆部分可螺接地接合到在供电件23、23中的内螺纹孔(未示出)中，用来经垫片24、24紧固圆形夹具2、2，如图2A所示。然后圆形夹具2、2将切割轮1保持成夹持在它们之间。
由于保持架/电极板21、21在适当压力下与切割轮1的基体相接触，所以电力可以从支架22经供电件23、23传导到电极板21、21，借此电流可以流到切割轮1。而且，由于圆形夹具2、2具有比切割轮1小的外径，所以切割轮的相对表面在预定范围上用夹具覆盖，并且在切割轮1的外周缘上的刀片部分11凸伸超出圆形夹具2、2的外边缘，如在图2B中最清楚地示出的那样。刀片部分11超出夹具2、2的(径向)突出部分“p”应该优选地设置成等于或大于刀片部分11的厚度(或轴向距离)，以保证刀片部分11凸伸超出圆形夹具2、2的外边缘。
将在圆形夹具2、2之间夹持的切割轮1浸没在电抛光槽中的电抛光液体中。将一个电极和一对电极设置成反电极，所述一个电极与刀片部分11的外圆周间隔开，并且包围刀片部分11的外圆周，所述一对电极与刀片部分的侧表面相对，并且与刀片部分的这些侧表面间隔开。借助于这种设置，进行电抛光。
这里使用的电抛光槽可以与在通过电镀形成刀片部分时使用的电镀槽相似。一种例示性电抛光槽是箱形槽3，该箱形槽3装有用来加热镀敷液的电加热器31以及用来使镀敷液循环的管道32，如图3所示。可选择地，电抛光槽可以是在通过化学镀形成刀片部分时使用的化学镀敷槽，在该化学镀敷槽中，布置反电极。
电极(该电极按一定间隙包围刀片部分11的外圆周，并且用作一根反电极)也可以与在电镀刀片部分时使用的阳极相似。一种例示性电极是圆柱形笼形电极4，该圆柱形笼形电极4包括大小两个圆柱形框架41和42，这两个圆柱形框架41和42各包括一对环以及连接这一对环的几个支柱，并且这两个圆柱形框架41和42同心地套叠，并且由系带链接，如图4所示。
电极对可以是例如环形电极5、6，如图5所示，该对电极按一定间隙与刀片部分11的侧表面相对，并且该对电极也用作反电极。下部环形电极5要布置在切割轮1下面(接近电抛光槽3的底部)，并且包括环形框架和环形金属丝网51，该环形金属丝网51布置在环形框架内部。上部环形电极6要布置在切割轮1上方，并且包括环形框架和环形金属丝网61，该环形金属丝网61布置在环形框架内部。四根直立吊杆62连结到上部电极6的环形框架上，这四根直立吊杆62的顶部处都具有钩。上部环形电极6定位在切割轮1上方，使吊杆62的钩与笼形电极4的上周缘相接合。
这些反电极4、5、6包括框架和丝网，这些框架和丝网全部由导电金属材料形成，如由钛、奥氏体不锈钢或镍形成。在这些材料中，钛是最优选的，因为它重量轻而且耐腐蚀。
由圆形夹具2、2保持的切割轮1容纳在电抛光槽3中，并且将笼形电极4和环形电极5、6安装到位。这些部件按这样一种关系定位，如图6所示，从而笼形电极4按一定间隙包围在基体12(或切割轮1)的外周缘上的刀片部分11的圆周，并且环形电极对5、6按一定间隙与刀片部分11的侧表面相对。电流从支架22经供电件23和电极板21到达切割轮1。电力也传导到作为反电极的环形电极5、6和笼形电极4。然后电解地抛光切割轮1的刀片部分11的表面。
依据在刀片部分11中的金属或合金粘合剂，在电抛光时使用的电抛光液体可以从公知的电抛光液体中选择。典型地使用容易溶解掉金属或合金粘合剂的电抛光液体。也可以按照粘合剂的类型和修整程度，适当地确定电解条件。在将诸如通过镀镍之类的单金属用作粘合剂的例子中，可以使用具有与用于该镀镍的镀镍液相同的成分的电抛光液体。具体地说，镀镍液或氨基磺酸镍镀敷液可以用作电抛光液体，该镀镍液包含240至380g/L的硫酸镍、40至90g/L的氯化镍以及40至60g/L的硼酸，该氨基磺酸镍镀敷液包含450至650g/L的氨基磺酸镍、5至15g/L的氯化镍以及30至40g/L的硼酸。在镀镍液用作电抛光液体的前一例子中，电抛光可以在1至10A/dm2的电流密度下实现。在使用氨基磺酸镍镀敷液的后一例子中，电抛光可以在3至10A/dm2的电流密度下实现。
可选择地，在通过化学镀的镍淀积中使用的化学镀镍液，可以用作电抛光液体。具体地说，化学镀镍液可以用作电抛光液体，该化学镀镍液包含20至25g/L的硫酸镍、20至25g/L的次磷酸钠、5至10g/L的乙酸钠以及5至10g/L的柠檬酸钠。在这个例子中，电抛光可以在0.3至1.0A/dm2的电流密度下实现。
如上文述及的那样，经受本发明的修整方法的外刀片切割轮是一种外刀片切割轮，该外刀片切割轮包括硬质合金的、呈环形薄圆盘形式的基体以及在基体的外周缘上形成的刀片部分，刀片部分是磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂，该金属或合金粘合剂用来将颗粒彼此粘结并且粘结到基体上。
这里使用的磨料颗粒和金属或合金粘合剂不受具体限制。磨料颗粒的例子包括金刚石颗粒、立方硝酸硼(CBN)颗粒、氧化铝颗粒、氧化铝基颗粒、SiC颗粒以及SiC基颗粒。在这些颗粒中，金刚石颗粒和/或CBN颗粒是优选的。粘结金属或合金优选地是通过电镀或化学镀淀积的单金属或合金，尽管不限于该单金属或合金。更具体地说，金属优选地从Ni和Cu中选择。合金优选地从Ni-Fe、Ni-Mn、Ni-P、Ni-Co及Ni-Sn合金中选择。
也可以接受的是，金属或合金渗入到在磨料颗粒之间或在磨料颗粒与基体之间的显微空穴中。渗入的金属可以是Sn和Pb之一或两者。渗入的合金可以从例如Sn-Ag-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn及Sn-Pb合金、或其混合物中选择。
本发明的修整方法当然有利地用在修整(磨损)外刀片切割轮的修整处理中，把钝的切削刃恢复成新的切削刃。由于在形成刀片部分时使用的电镀液或化学镀敷液可以用作电抛光液体，所以本发明的修整方法也可以有利地用在采用如下过程制造外刀片切割轮的过程的修整步骤中：进行电镀或化学镀，以在磨料颗粒周围淀积金属或合金粘合剂，而形成刀片部分；修剪刀片部分；以及修整刀片部分。
换句话说，本发明的另一个实施例是一种用来制造外刀片切割轮的方法，该外刀片切割轮包括：基体，该基体呈硬质合金的环形薄圆盘的形式，具有外周缘；以及形成在基体的外周缘上的刀片部分，该方法包括如下步骤：在镀敷液中在基体上实现电镀或化学镀-该基体具有在其外周缘上保持的磨料颗粒，以淀积金属或合金，以便将磨料颗粒彼此粘结并且粘结到基体上，由此形成包括磨料颗粒和金属或合金的磨料层，磨料层构成刀片部分；由导线电火花加工和/或磨削轮，修剪磨料层的突起、厚度及外径；以及采用一个实施例的修整方法，将在电镀或化学镀步骤中的镀敷液用作电抛光液体，修整切割轮。这里使用的术语磨料层的“突起”，是在基体的轴向方向上从基体表面所测量的磨料层的高度。
当实现电镀或化学镀，以在基体上淀积金属或合金，而形成用作刀片部分的磨料层时，在电镀或化学镀时可以使用与在以上修整方法中使用的圆形夹具相同的夹具。然而，在这种情况下，圆形夹具2、2的外径大于基体12，如图2C所示，以在圆形夹具2、2的外周缘部分之间限定空间，该空间用磨料颗粒填充。当在空间中保持磨料颗粒时，进行镀敷，借此镀敷金属或合金将磨料颗粒粘结在一起，并且粘结到基体上。依据待形成的刀片部分11的尺寸，可以适当地确定用来容纳磨料颗粒的空间的径距离“d”。由电镀或化学镀淀积的金属或合金如以上举例说明的那样。
用来将磨料颗粒保持在圆形夹具2、2的外周缘部分之间的空间中的手段可以是例如磁性吸引。磁性保持可以通过事先用磁性材料涂敷磨料颗粒以及将永久磁体连结到圆形夹具2、2上而实现，由此由磁性吸引力将磨料颗粒保持在空间中。
在进行电镀时，可以使用与在图3中所示的槽相似的镀敷槽。在电镀的情况下，将笼形电极4用作阳极，而不是反电极，并且一对环形电极5、6是不必要的。在通过电镀而修整的情况下，这种镀槽可以用作电抛光槽，而除如下之外没有显著修改：一对环形电极5、6被定位，并且与笼形电极4一起，用作反电极。
一旦通过电镀或化学镀形成磨料层-该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂，就可以进行另外的电镀或化学镀以形成镀层，该镀层用来增强在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与基体之间的粘结强度。这种层镀敷可以按与以前电镀或化学镀相同的方式进行。唯一差别是，圆形夹具2、2的外径比切割轮小，从而磨料层形式的刀片部分11凸伸超出夹具2、2的外边缘，如图2B所示。然后将层镀敷施加到磨料层上。
可选择地，一旦通过电镀或化学镀形成磨料层-该磨料层包括磨料颗粒和金属或合金粘合剂，就可以将熔融金属和/或合金渗入到在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与基体之间的空穴中，并且在那里固化。更具体地说，在具有刀片部分的外刀片切割轮中-该刀片部分通过经电镀或化学镀将磨料颗粒粘结到基体上而形成，由于使用的磨料颗粒具有一定颗粒尺寸，所以这样粘结磨料颗粒，从而在颗粒之间和在颗粒与基体之间的接触只是局部的。空穴留在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与基体之间。电镀或化学镀不可能用镀敷金属或合金完全填充这些空穴。结果，刀片部分甚至在镀敷之后，仍然包含与其表面连通的空穴。如果这样的空穴用金属或合金填充，那么能增进粘结强度，并且最终较高加工精度是可得到的。渗入的金属或合金优选地具有高达350℃的熔点，而金属或合金的例子与以上提到的相同。
金属或合金可以例如通过如下过程渗入到磨料层或刀片部分中：将金属或合金加工成具有0.1至2.0mm，优选地0.8至1.5mm，的直径的金属丝、颗粒、或形状和尺寸与刀片部分相同的薄-膜环，该刀片部分具有0.05至1.5mm的厚度；将金属丝、颗粒、或环安置在刀片部分上；将刀片部分在诸如加热板之类的加热器上或在烤箱中加热到熔点以上的温度；保持温度，用来让熔融金属或合金渗入到刀片部分中；以及此后缓慢地冷却到室温。可选择地，通过如下过程进行渗入：将外刀片切割轮放置在下部模具半部中，使在刀片部分附近有间隙；用称重量的金属或合金加注模具半部；将上部模具半部与下部模具半部匹配；在跨过模具施加一定压力的同时，加热相匹配的模具，用来让熔融金属或合金渗入到刀片部分中。此后，将模具冷却，然后释放压力，以及将轮从模具中取出。在加热之后的冷却步骤应该很慢，从而避免任何残余应变。
在将金属或合金安置在例如磨料层或刀片部分上之前，为了增进刀片部分的可湿润性或将金属或合金保持到刀片部分上的目的，可以将可买到的助焊剂(该助焊剂包含氯或氟)涂敷到刀片部分上。
如上文述及的那样在磨料层或刀片部分形成在基体的外周缘上之后，并且在将通过发明方法的修整应用于刀片部分之前，通过导线电火花加工(EDM)、或通过用氧化铝、碳化硅或金刚石的磨削轮而磨削和抛光，来修剪刀片部分的突起、厚度及外径。在这时，在边缘处的刀片部分可以倒角(斜切或倒圆)到至少C0.1或R0.1的程度，尽管这取决于刀片部分的厚度，因为这样的倒角对于减小在切割表面上的切割印痕、或减轻磁体件在边缘处的碎裂是有效的。此后，刀片部分经受通过发明方法的修整。
例子
下面给出例子是说明性的而不是限制性的。
例1
环形薄圆盘形式的硬质合金基体，通过将它夹持在一对圆形夹具之间而被保持，如图1、2A及2B所示，该环形薄圆盘具有60mm的内径和133mm的外径。圆形夹具具有比基体的外径小2mm的外径，从而基体的外边缘凸伸超出夹具的外圆周1mm。电镀在下面定义的镍电镀液#1中进行，以淀积内涂层。基体然后通过将它夹持在一对圆形夹具2、2之间而被保持，如图1、2A及2C所示。圆形夹具2、2具有比基体的外径大2mm的外径。永久磁体段构造在夹具的外周缘部分中。在各夹具的外周缘部分之间限定的空间(图2C)用0.8g的金刚石磨料颗粒填充，这些金刚石磨料颗粒预先涂有磁性材料(镍)，并且具有130μm的平均颗粒尺寸。金刚石颗粒由磁性力保持在空间内。将组件浸没在如图3所示的电镀槽3中的镍电镀液#2中，该镍电镀液#2在下面定义。进行电镀，以淀积镍而将磨料颗粒粘结在一起并且粘结到基体上，由此将磨料颗粒粘结到基体的外周缘上而形成磨料层。在这时，笼形电极4用作阳极。
接下来，基体通过将它夹持在一对圆形夹具2、2之间而被保持，如图1、2A及2B所示。圆形夹具具有的外径比承载磨料层的基体的外径小2mm，从而在基体的外周缘上的磨料层凸伸超出夹具的外圆周。电镀在图3中所示的电镀槽3中的氨基磺酸镍电镀液中进行-该氨基磺酸镍电镀液在下面定义，以淀积镀层，该镀层用来增强在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与基体之间的粘结强度。如此得到的磨料层使用两个磨削轮-WA和GC磨削轮磨削，由此修剪磨料层的突起和厚度，从而磨料层具有50μm的突起。磨料层由导线EDM进一步磨削到135mm的外径，完成刀片部分。
接下来，具有形成的刀片部分的基体通过将它夹持在一对圆形夹具之间而被保持，如图1、2A及2B所示。圆形夹具具有的外径比承载刀片部分的基体的外径小2mm，从而刀片部分凸伸超出夹具的外圆周。刀片部分通过将镍电镀液#2(在以前电镀中使用)用作电抛光液体的电抛光而修整，完成外刀片切割轮。在这时，在以前电镀中使用的图3的镀敷槽3用作电抛光槽，并且如图5所示的环形电极5、6被如图6所示地定位。在将环形电极5、6和笼形电极4设置为反电极、并且将基体设置为阳极的情况下，进行电抛光。
镍电镀液#1(内涂层镀敷)
成分
镀敷条件
镍电镀液#2
成分
镀敷条件
氨基磺酸镍镀敷液
成分
镀敷条件
在光学实体显微镜下观察生成的外刀片切割轮的刀片部分的侧表面，具有在图7中所示的显微影像。显然，磨料颗粒被充分暴露(或升起)，并且明确的碎片窝限定在磨料颗粒之间。
使用外刀片切割轮，在如下条件下将稀土永久磁体块(Nd-Fe-B磁体)切断加工成磁体件。
OD切割轮操作条件
图9A是一帧照片，示出了切割磁体件的切割表面。由图9A可知，切割表面是光滑的，并且没有切割印痕。使用外刀片切割轮，锯成2mm厚的四个磁体件。为了评估切割的尺寸精度，测量在每件的相对切割表面之间的最大厚度差。结果画在图11的图表中。由图11显然可知，四个磁体件具有显著增进的尺寸精度，这由大约0.025μm的最大厚度差证明。业已证明的是，外刀片切割轮的加工精度得到了改善。
比较例1
外刀片切割轮如在例1中那样制造，不同之处在于，电抛光被省略，作为取代，通过借助于磨削轮的磨削而实现修整，并且由导线EDM实现加工。磨料层的突起、厚度及外径通过借助于磨削轮的磨削而修剪(突起50μm)，并且外径由导线EDM修剪。
在光学实体显微镜下观察外刀片切割轮的刀片部分的侧表面，具有在图8中所示的显微影像。在侧表面上暴露出几个磨料颗粒，并且没有看到明确的碎片窝。
使用外刀片切割轮，在与例1中相同的条件下，将稀土永久磁体块(Nd-Fe-B磁体)切断加工成磁体件。图10A是一帧照片，示出了切割磁体件的切割表面。由图10A显然可知，能看到很多切割印痕，并且切割表面是不可接受的。使用外刀片切割轮，如在例1中那样，为了评估切割的尺寸精度，锯成四个磁体件。最大厚度差画在图11的图表中。由图11显然可知，四个磁体件的尺寸精度差，这由远超过0.05μm的最大厚度差证明。因此，外刀片切割轮的加工精度比在例1中的差。
例2
外刀片切割轮如在例1中那样制造，不同之处在于，层镀敷被省略，作为取代，将Sn-Pb合金渗入到磨料层或刀片部分中。Sn-Pb合金的渗入通过如下过程而进行：将承载刀片部分的基体安置在230℃下的加热板上；将基体加热5分钟；使用在230℃下的烙铁，将具有8mm直径的Sn-Pb合金的金属丝熔融；将熔融合金施加到在基体上的热刀片部分上；让合金渗入；以及允许刀片部分冷却下来。
使用外刀片切割轮，在与例1中相同的条件下，将稀土永久磁体块(Nd-Fe-B磁体)切断加工成磁体件。图9B是一帧照片，示出了切割磁体件的切割表面。由图9B显然可知，切割表面是光滑的，并且没有切割印痕。使用外刀片切割轮，如在例1中那样，为了评估切割的尺寸精度，锯成四个磁体件。最大厚度差画在图11的图表中。由图11显然可知，四个磁体件具有显著增进的尺寸精度，这由大约0.025μm的最大厚度差证明。业已证明的是，外刀片切割轮的加工精度得以增进。
比较例2
外刀片切割轮如在例2中那样制造，不同之处在于，电抛光被省略，作为取代，通过借助于磨削轮的磨削而实现修整，并且由导线EDM实现加工。磨料层的突起、厚度及外径通过借助于磨削轮的磨削而修剪(突起50μm)，并且外径由导线EDM修剪。
使用外刀片切割轮，在与例1中相同的条件下，将稀土永久磁体块(Nd-Fe-B磁体)切断加工成磁体件。图10B是一帧照片，示出了切割磁体件的切割表面。由图10B显然可知，能够看到很多切割印痕，并且切割表面是不可接受的。使用外刀片切割轮，如在例1中那样，为了评估切割的尺寸精度，锯成四个磁体件。最大厚度差画在图11的图表中。由图11显然可知，四个磁体件的尺寸精度差，这由远超过0.1μm的最大厚度差证明，一件磁体件显示出超过0.2μm的显著厚度变化。因此，外刀片切割轮的加工精度比在例2中的差。

Claims (7)

1.一种用来制造外刀片切割轮的方法，该外刀片切割轮包括：基体，该基体呈硬质合金的环形薄圆盘的形式，具有外周缘；以及形成在所述基体的外周缘上的刀片部分，所述方法包括如下步骤：
将所述基体夹持在一对圆形的第一夹具之间，以保持所述基体，所述第一夹具的直径大于所述基体的直径，使得所述基体的相对表面被所述第一夹具覆盖，并且在所述第一夹具的外周缘部分之间形成一空间，所述第一夹具连结有永久磁体，
借助于所述永久磁体的磁性吸引而将用磁性材料涂敷的磨料颗粒保持在所述第一夹具的外周缘部分之间的所述空间中，
将夹持在所述第一夹具之间的所述基体浸没在电镀液中，并且提供第一电极，所述第一电极与所述刀片部分的外圆周间隔开、并且包围所述刀片部分的外圆周，
在所述电镀液中，在其外圆周上保持有磨料颗粒的所述基体上进行电镀，以沉积金属或合金，所述金属或合金用以使所述磨料颗粒彼此粘结并且粘结到所述基体上，从而形成包括所述磨料颗粒和所述金属或合金的磨料层，所述磨料层构成所述刀片部分，
用导电电火花加工和/或磨削轮，修剪所述磨料层的突起、厚度及外径，
将所述外刀片切割轮夹持在一对圆形的第二夹具之间，以保持所述切割轮，所述第二夹具的直径小于所述切割轮的直径，从而所述切割轮的相对表面在预定范围上用所述第二夹具覆盖，并且所述刀片部分凸伸超出所述圆形的第二夹具的外边缘，
将夹持在所述第二夹具之间的所述切割轮浸没在电抛光液体中，所述电抛光液体在电镀步骤中已被用作电镀液，
将在电镀步骤中使用过的所述第一电极和一对第二电极设置成反电极，所述一对第二电极与所述刀片部分的侧表面相对、并且与所述刀片部分的侧表面间隔开，以及
借助于将电力在所述切割轮与所述反电极之间传导，用来电解地溶解掉在磨料颗粒之间的金属或合金的部分以及在刀片部分表面中在碎片窝中容纳的碎片，直到磨料颗粒从所述刀片部分表面部分地凸显，而修整所述切割轮。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一电极是一个笼形电极，所述第二电极是一对环形电极，所述一个笼形电极与所述刀片部分的外圆周间隔开、并且包围所述刀片部分的外圆周，所述一对环形电极与所述刀片部分的侧表面相对、并且与所述刀片部分的侧表面间隔开。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磨料颗粒是金刚石和/或CBN颗粒。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在用来将所述颗粒彼此粘结并且粘结到所述基体上的金属或合金中，粘结金属从Ni和Cu中选择，并且粘结合金从包括如下选项的组中选择：Ni-Fe、Ni-Mn、Ni-P、Ni-Co及Ni-Sn合金。
5.根据权利要求1所述的方法，包括：在电镀以形成包括磨料颗粒和金属或合金的磨料层的步骤之后，实现进一步电镀或化学镀以形成用来增强在磨料颗粒之间和在磨料颗粒与所述基体之间的粘结强度的镀层的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，包括：在电镀以形成包括磨料颗粒和金属或合金的磨料层的步骤之后，将熔融金属和/或合金渗入到在磨料颗粒之间或在磨料颗粒与所述基体之间的空穴中、并且对其中的金属和/或合金加以固化的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，渗入的金属是Sn和/或Pb，并且渗入的合金从包括如下选项的组中选择：Sn-Ag-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Zn及Sn-Pb合金以及它们的混合物。
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