CN103752908A - 一种切磨工具及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种切磨工具及其制作方法，涉及切磨工具技术领域，用以解决现有的切磨工具不耐磨、用量大及其在使用和回收过程中会产生污染的问题；该切磨工具包括基体和金刚石层，制作方法包括以下步骤：1）将基体清洗干净；2）在所述基体上涂抹粘合剂，取金刚石颗粒和焊料置于基体上；3）将步骤2）的基体在真空条件下焊接，真空度10-4-104Pa，温度900-1300℃，保温时间不小于5min，升温速率0-30℃/min；4）将步骤3）所得产品降温，取出；本发明采用金刚石代替传统的树脂而制成的切磨工具，耐磨性能显著提高，使用前后其自身的大小基本不变，使用过程中不产生粉尘，环保，无污染，使用完毕后可回收再利用。

Description

一种切磨工具及其制作方法
技术领域
本发明涉及切割工具技术领域，特别是指一种切磨工具及其制作方法。
背景技术
切磨工具包括切割片、打磨片和钻头等，是与角磨机、切割机、打磨机、钻机等相配套使用的工具，主要用于完成切割、打磨、钻孔等操作。切磨工具设有安装部，安装部通过连接部连接有工作部，工作部对工件进行切割、打磨或钻孔，因此，工作部在使用过程中会不断地消耗掉。
目前，传统的切磨工具的制造过程中产生环境污染，同时，切磨工具在使用过程中，由于工作部的不断消耗，也会产生环境污染。例如：一个普通的直径为100mm厚度为3-4mm的打磨片，在打磨结束时，其直径只剩下约30mm左右，损失的部分全部散失在空气中，造成空气污染。而且，在工作的过程中，摩擦产生了高温，这种传统的切磨工具的材料遇到高温会产生毒性，操作人员长期使用这种切磨工具的情况下会造成身体的慢性中毒。这种传统的切磨工具不耐磨，用量很大，从而造成了大规模的环境污染，使用完毕的切磨工具在后期回收再制造过程也会产生环境污染。
发明内容
本发明提出一种切磨工具的制作方法，解决了现有技术中切磨工具不耐磨、用量大及其在使用和回收的过程中会产生污染的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明的切磨工具包括基体，所述基体为金属基体，所述基体包括安装部和工作部，所述工作部上设有耐磨层，所述耐磨层为金刚石层，所述耐磨层与所述基体为焊接连接。
本发明通过在基体上设置一层金刚石层，通过金刚石层进行切磨钻操作；由于金刚石具有坚硬、耐磨等优良性能，因此，这种切磨工具在使用的过程中，工作部的大小和厚度基本不发生变化，不会产生灰尘和有毒物等污染，是一种环保经济实用的切割工具。
作为一种优选的实施方案，切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。这种以金刚石层作为工作部的切磨工具有很多种，包括切割片、打磨片和钻头，当然，其它在工作过程中易于消耗的工具也可以焊接连接有金刚石层。
本发明的切磨工具的制作方法包括以下步骤：1）取切磨工具基体，所述基体为金属基体，清洗干净，备用；2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹金属粘合剂，然后，在所述基体上依次均匀放置金刚石颗粒和钎焊焊料；3）将步骤2）所得基体在真空条件下进行焊接，真空度为10-4-104Pa，焊接温度为900-1300℃，保温时间不小于5min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速率为0-30℃/min；4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得切磨工具。
本发明采用金刚石代替传统的树脂作为切磨工具的工作部，把金刚石焊接到金属基体上；制作过程中采用程序升温的方法，温度控制采用先升温后保温的设计，可以有效控制焊接的过程，使金刚石和金属基体的连接结实稳固。这样，金刚石颗粒即均匀的分布的金属基体的外表面上，金刚石层作为切磨工具的工作层；这种切磨工具环保，在生产时没有污染，使用过程中不会产生粉尘，结实耐磨；其耐磨程度是传统的树脂切磨工具的几十倍至上百倍，使用前后其直径基本不发生变化；在使用的时候，也不会产生有毒的气体，使用完毕之后所留下的金属基体可以再回收利用。
作为一种优选的实施方案，所述步骤3）中焊接温度为900-1200℃，保温时间10-60min。焊接温度的选择与待加工工具的大小、用途和焊料种类有关，根据实际需要进行选择。焊接温度应该稍高于焊料的熔点，且不破坏金刚石的硬度；同时，不同的产品配置不同的焊接温度，并配置不同的保温时间；不同的焊料也需要适配不同的焊接温度。通过焊接温度和保温时间的选择，使金刚石颗粒之间以及金刚石颗粒和金属基体之间牢固连接，达到理想的坚固耐磨性能。
作为一种优选的实施方案，所述步骤2）中所述钎焊焊料为铜基焊料或镍基焊料中的一种。铜基焊料和镍基焊料具有合适的溶化温度，在焊接温度下具有良好的润湿性，可以保证充分填满钎缝间隙；铜基焊料和镍基焊料在焊接温度下可以更好地与金刚石发生界面反应；增强金刚石在基体上的附着能力，使金刚石与基体的连接更好牢固。
作为一种优选的实施方案，所述金属基体为铁合金基体。铁合金基体的熔点高，焊接温度选择余地大，多种焊料均可以进行使用，使焊接方便。
作为一种优选的实施方案，所述金属粘合剂为不干强力胶。采用不干强力胶将金刚石颗粒粘黏在金属基体上，便于金刚石颗粒的放置和分布，不干胶长时间发挥粘结效力，可以同时在多个基体上涂抹不干胶，然后，再逐个对基体上放置金刚石和焊料，长时间放置的不干强力胶也不会失效，从而为焊料和金刚石的放置提供更多的时间余地；这种不干强力胶为耐高温胶，在一定温度下仍可以保持金刚石颗粒和基体的粘连，使用方便。
作为一种优选的实施方案，所述步骤1）中清洗操作包括除油、除锈和喷砂操作。通过对金属基体进行全面彻底清洗，从而有效去除金属基体表面残留的油污灰尘等杂质，便于后续的焊接操作；同时，喷砂处理不仅清洁了基体表面，而且喷砂使基体表面粗糙，加大了钎焊的强度，使焊接后的切磨工具结实牢固，性能更优。
作为一种优选的实施方案，所述步骤3）中焊接操作在钎焊炉内完成。钎焊炉使焊接操作方便，省时省力，焊接过程便于控制。
作为一种优选的实施方案，所述切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。该切磨工具的制作方法适用于多种工具，包括切割片、打磨片或钻头；当然，其它在工作过程中易于消耗的工具也可以采用该方法焊接上一层金刚石。
本发明的有益效果：本发明采用金刚石代替传统的树脂作为切磨工具的工作部，将金刚石焊接到金属基体上；采用钎焊焊料进行焊接，焊接过程中采用程序升温的方法，温度控制采用先升温后保温的设计，可以有效控制焊接的过程，使金刚石和金属基体的连接结实稳固。这样，金刚石颗粒即均匀的分布的金属基体的外表面上，金刚石层充当了工作层；这种切磨工具环保，在生产时没有污染，使用过程中不会产生粉尘，结实耐磨；其耐磨程度是传统的树脂切磨工具的几十倍至上百倍，使用前后其直径基本不发生变化；在使用的时候，也不会产生有毒的气体，使用完毕之后所留下的金属基体可以再回收利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明所得切磨片的平面结构示意图；
图中：1-基体；2-耐磨层；3-安装部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种切磨工具，如切割片，参阅图2，包括基体1，所述基体1为金属基体，所述基体1包括安装部3和工作部，所述工作部上设有耐磨层2，所述耐磨层2为金刚石层，所述耐磨层2与所述基体1为焊接连接。
所述切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。
参阅图1，本发明的一种切磨工具的制作方法，包括以下步骤：
1）取切磨工具基体，所述基体为金属基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹金属粘合剂，然后，在所述基体上依次均匀放置金刚石颗粒和钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在真空条件下进行焊接，真空度为10-4-104Pa，焊接温度为900-1300℃，保温时间不小于5min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速率为0-30℃/min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得切磨工具。
所述步骤3）中焊接温度为900-1200℃，保温时间10-60min。
所述步骤2）中所述钎焊焊料为铜基焊料或镍基焊料中的一种。
所述金属基体为铁合金基体。
所述金属粘合剂为不干强力胶。
所述步骤1）中清洗操作包括除油、除锈和喷砂操作。
所述步骤3）中焊接操作在钎焊炉内完成。
所述切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。
实施例一
1）取铁质的切割片基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹不干强力胶金属粘合剂，取20目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置铜基钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在钎焊炉内的真空条件下进行焊接，真空度为10-4Pa，焊接温度为900℃，保温时间240min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在15min内将温度由室温升至300℃，并在300℃下保持10min；
b、在20min内将温度由300℃升至600℃，并在600℃下保持20min；
c、在30min内将温度由600℃升至900℃，并在900℃下保持30min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得含有金刚石层的切磨片。
如图2所示，所得切割片通过安装部3安装在切割机上，所述切割片的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层2。
实施例二
1）取铁质打磨片基体经过除油、除锈和喷砂处理干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹不干强力胶金属粘合剂，取80目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在钎焊炉内的真空条件下进行焊接，真空度为102Pa，焊接温度为1300℃，保温时间5min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在40min内将温度由室温升至600℃，并在600℃下保持15min；
b、在40min内将温度由600℃升至900℃，并在900℃下保持20min；
c、在20min内将温度由900℃升至1100℃，并在1100℃下保持30min；
d、在20min内将温度由1100℃升至1300℃，并在1300℃下保持5min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得打磨部为金刚石层的打磨片。
所得打磨片通过安装部安装在打磨机上，所述打磨片的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层。
实施例三
1）取不锈钢钻头基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹不干强力胶金属粘合剂，取120目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置钎焊焊料，所述钎焊焊料为铜基焊料；
3）将步骤2）所得基体在真空条件下进行焊接，真空度为10-3Pa，焊接温度为950℃，保温时间2天，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在30min内将温度由室温升至400℃，并在400℃下保持10min；
b、在40min内将温度由400℃升至800℃，并在800℃下保持30min；
c、在30min内将温度由800℃升至950℃，并在1000℃下保持2天；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得钻头为金刚石层的钻头。
所得钻头通过安装部安装在钻机上，所述钻头的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层。
实施例四
1）取铁合金的切磨工具基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹金属粘合剂，取60目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置镍基钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在真空条件下进行焊接，真空度为10-2Pa，焊接温度为1200℃，保温时间60min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在30min内将温度由室温升至300℃，并在300℃下保持10min；
b、在20min内将温度由300℃升至600℃，并在600℃下保持15min；
c、在30min内将温度由600℃升至900℃，并在900℃下保持10min；
d、在10min内将温度由900℃升至1200℃，并在1200℃下保持60min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得工作部为金刚石层的切磨工具。
所得切磨工具通过安装部安装在切磨机器上，所述切磨工具的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层。
实施例五
1）取铁质的切割片基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹不干强力胶金属粘合剂，取40目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置钎焊焊料，所述钎焊焊料为镍基焊料；
3）将步骤2）所得基体在钎焊炉内的真空条件下进行焊接，真空度为104Pa，焊接温度为1100℃，保温时间10min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在10min内将温度由室温升至200℃，并在200℃下保持10min；
b、在20min内将温度由200℃升至400℃，并在400℃下保持5min；
c、在10min内将温度由400℃升至700℃，并在700℃下保持15min；
d、在30min内将温度由700℃升至1000℃，并在1000℃下保持10min；
e、在10min内将温度由1000℃升至1100℃，并在1200℃下保持10min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得切割部为金刚石层的切磨片。
所得切割片通过安装部安装在切割机上，所述切割片的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层。
实施例六
1）取铁质打磨片基体经过除油、除锈和喷砂处理干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹不干强力胶金属粘合剂，取50目的金刚石颗粒，将其均匀置于所述基体上，然后，在所述金刚石上均匀放置钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在钎焊炉内的真空条件下进行焊接，真空度为4×10-4Pa，焊接温度为1000℃，保温时间120min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速度为0-30℃/min；升温过程为：
a、在30min内将温度由室温升至600℃，并在600℃下保持10min；
b、在60min内将温度由600℃升至900℃，并在900℃下保持20min；
c、在10min内将温度由900℃升至1000℃，并在1000℃下保持120min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得打磨部为金刚石层的打磨片。
所得打磨片通过安装部安装在角磨机上，所述打磨片的工作部即焊接连接了金刚石层的耐磨层。
本发明的有益效果为：本发明采用金刚石代替传统的树脂作为切磨工具的工作部，将金刚石焊接到金属基体上；采用钎焊焊料进行焊接，焊接过程中采用程序升温的方法，温度控制采用先升温后保温的设计，可以有效控制焊接的过程，使金刚石和金属基体的连接结实稳固。这样，金刚石颗粒即均匀的分布的金属基体的外表面上，金刚石层充当了工作层；这种切磨工具环保，在生产时没有污染，使用过程中不会产生粉尘，结实耐磨；其耐磨程度是传统的树脂切磨工具的几十倍至上百倍，使用前后其直径基本不发生变化；在使用的时候，也不会产生有毒的气体，使用完毕之后所留下的金属基体可以再回收利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种切磨工具，包括基体，所述基体为金属基体，所述基体包括安装部和工作部，其特征在于：所述工作部上设有耐磨层，所述耐磨层为金刚石层，所述耐磨层与所述基体为焊接连接。
2.根据权利要求1所述的切磨工具，其特征在于：所述切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的切磨工具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取切磨工具基体，所述基体为金属基体，清洗干净，备用；
2）在步骤1）所得基体上均匀涂抹金属粘合剂，然后，在所述基体上依次均匀放置金刚石颗粒和钎焊焊料；
3）将步骤2）所得基体在真空条件下进行焊接，真空度为10-4-104Pa，焊接温度为900-1300℃，保温时间不小于5min，焊接温度采用程序升温的方法，升温速率为0-30℃/min；
4）将步骤3）所得产品降温，取出，即得切磨工具。
4.根据权利要求3所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述步骤3）中焊接温度为900-1200℃，保温时间10-60min。
5.根据权利要求4所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述步骤2）中所述钎焊焊料为铜基焊料或镍基焊料中的一种。
6.根据权利要求5所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述金属基体为铁合金基体。
7.根据权利要求5所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述金属粘合剂为不干强力胶。
8.根据权利要求4所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述步骤1）中清洗操作包括除油、除锈和喷砂操作。
9.根据权利要求8所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述步骤3）中焊接操作在钎焊炉内完成。
10.根据权利要求3所述的切磨工具的制作方法，其特征在于：所述切磨工具为切割片、打磨片或钻头中的一种。
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