CN108161778A - 一种金刚石磨头及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金刚石磨头及其制备工艺，包括磨头部与连杆部，所述磨头部表面采用钎焊的方式固定金刚石磨削层；所述磨头部表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽。制备工艺为先采用钎焊的方式在磨头部基体的表面制备带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，再用激光光束按照设定的路线烧蚀带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层表面，被烧蚀的部分金刚石磨粒和钎焊材料颗粒脱落从而形成螺旋槽。本发明在显著提高金刚石磨粒与基体粘接力的基础上，通过金刚石磨头表面开螺旋槽，可以及时有效地排出碎屑，有效解决易堵塞现象，提高了磨削效率，降低了磨头磨损和工作噪音，降低磨头的使用成本，具有排屑功能的金刚石磨头可以在更高的转速和磨削量条件下工作。

Description

一种金刚石磨头及其制备工艺
技术领域
本发明属于金刚石磨头，尤其涉及一种激光开槽具有排屑功能的金刚石磨头及其制备。
背景技术
磨头根据磨料的不同可分为陶瓷磨头、橡胶磨头、砂布磨头、金刚石磨头等，其中金刚石磨头相比其他磨头具有磨耗小、寿命长、磨削效率高、加工质量好、安全性高等优点，因而广泛用于石材雕刻、玻璃加工、玉石加工以及其他精密加工等领域。然而现有的普通烧结型金刚石磨头锋利性不够，电镀型金刚石磨头因为结合力不知足而导致磨头使用寿命低，连续钎焊型金刚石磨头结合力获得显著提高，但在高速高效磨削工况下，容易造成碎屑堵塞，从而导致磨头磨损，降低磨削效率，且磨削噪音大，影响企业的清洁生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有排屑功能的金刚石磨头，以解决连续钎焊型金刚石磨头碎屑堵塞所造成的加工效率和噪音等问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种金刚石磨头，包括磨头部与连杆部，所述磨头部表面采用钎焊的方式固定金刚石磨削层；所述磨头部表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽。
进一步的，所述金刚石磨头的磨头部与连杆部直接相连为一体。
进一步的，所述磨头部呈圆锥形。
本发明还提供了一种金刚石磨头的制备工艺，先采用钎焊的方式在磨头部基体的表面制备带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，再用激光光束按照设定的路线烧蚀带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层表面，被烧蚀的部分金刚石磨粒和钎焊材料颗粒脱落从而形成螺旋槽。
进一步的，主要包括以下步骤：
（1）按一定比例称取胶粘剂和稀释剂，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨头部基体表面，放置10～20分钟；
（2）将经过步骤（1）处理过的磨头部基体表面在钎焊材料颗粒料中滚动，形成钎焊材料基层；然后在磨头部基体的钎焊材料基层上涂油性不干胶；在金刚石磨粒料中滚动，依靠油性不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒；继续涂覆油性不干胶，并在钎焊材料颗粒料中滚动，最终在磨头部基体的表面形成一层带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层；
（3）激光光束按照设定的路线烧蚀步骤（2）所得到的带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层表面，被烧蚀的部分金刚石磨粒和钎焊材料颗粒脱落从而形成螺旋槽；
（4）将步骤（3）所得到的带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层的磨头放入真空炉中烧结钎焊，即得到表面金刚石磨削层有多道螺旋槽的金刚石磨头。
进一步的，所述钎焊材料颗粒为镍基合金、铜基合金、银基合金中的一种或多种。
进一步的，所述胶粘剂为热塑性树脂胶粘剂；所述油性不干胶为丙烯酸酯油性不干胶。
进一步的，所述胶粘剂和稀释剂的比例为4-6：1。
与现有技术相比，本发明采用钎焊材料润湿固定金刚石颗粒，从而实现金刚石颗粒与磨头基体牢固粘结的目的，无污染，比电镀的结合力更高。并采用激光开出螺旋排屑槽，制备出一种具有排屑功能的金刚石磨头。在显著提高金刚石磨粒与基体粘接力的基础上，通过金刚石磨头表面开螺旋槽，可以及时有效地排出碎屑，有效解决易堵塞现象，提高了磨削效率，降低了磨头磨损和工作噪音，降低磨头的使用成本，具有排屑功能的金刚石磨头可以在更高的转速和磨削量条件下工作。
附图说明
图1是本发明的金刚石磨头基体的结构示意图，其中1-连杆部，2-磨头部基体；
图2是实施例1和实施例2的金刚石磨头的结构示意图，其中图中1-连杆部，2-磨头部基体，3-钎焊材料，4-金刚石磨粒，5-螺旋槽；
图3是实施例3的金刚石磨头的结构示意图，其中图中1-连杆部，2-磨头部基体，3-钎焊材料，4-金刚石磨粒，5-螺旋槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
如图2所示，一种金刚石磨头，包括连杆部1、磨头部基体2、钎焊材料3、金刚石磨粒4和螺旋槽5。金刚石磨头的磨头部基体2与连杆部1直接相连为一体。磨头部基体2表面采用钎焊的方式固定金刚石磨粒4；磨头部基体2表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽5。磨头部基体2呈圆锥形。
制备工艺为：将热塑性树脂胶粘剂与乙醇稀释剂按照质量比5:1的比例称取100g，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨头部基体2表面，放置15分钟。将经过处理的磨头部基体2在镍基钎焊材料颗粒料中滚动，形成镍基钎焊材料3基层；然后在镍基钎焊材料3基层上均匀涂敷丙烯酸酯油性不干胶，放置5分钟后，在金刚石磨粒料中滚动，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒4；继续涂覆上述油性不干胶，并在镍基钎焊材料颗粒料中滚动，最终在磨头部基体2的表面形成一层带金刚石磨粒4的镍基钎焊材料粘结层；将得到的带金刚石磨粒4的镍基钎焊材料粘结层用激光光束烧蚀，烧蚀部分的金刚石磨粒4和镍基钎焊材料3颗粒掉落，形成螺旋槽5；最后，放入真空炉中，在1080℃温度下烧结1h，镍基钎焊材料3将金刚石磨粒4固结在磨头部基体2的表面，形成带螺旋槽5的金刚石磨头。
实施例2：
如图2所示，一种金刚石磨头，包括连杆部1、磨头部基体2、钎焊材料3、金刚石磨粒4和螺旋槽5。金刚石磨头的磨头部基体2与连杆部1直接相连为一体。磨头部基体2表面采用钎焊的方式固定金刚石磨粒4；磨头部基体2表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽5。磨头部基体2呈圆锥形。
制备工艺为：将热塑性树脂胶粘剂与乙醇稀释剂按照质量比4:1的比例称取100g，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨头部基体2表面，放置20分钟。将经过处理的磨头部基体2在铜基钎焊材料颗粒料中滚动，形成铜基钎焊材料3基层；然后在铜基钎焊材料3基层上均匀涂敷丙烯酸酯油性不干胶，放置5分钟后，在金刚石磨粒料中滚动，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒4；继续涂覆上述油性不干胶，并在银基钎焊材料颗粒料中滚动，最终在磨头部基体2的表面形成一层带金刚石磨粒4的钎焊材料粘结层；将得到的带金刚石磨粒4的钎焊材料粘结层用激光光束烧蚀，烧蚀部分的金刚石磨粒4和钎焊材料3颗粒掉落，形成螺旋槽5；最后，放入真空炉中，在900℃温度下烧结1.5h，复合型钎焊材料3将金刚石磨粒4固结在磨头部基体2的表面，形成带螺旋槽5的金刚石磨头。
实施例3：
如图3所示，一种金刚石磨头，包括连杆部1、磨头部基体2、钎焊材料3、金刚石磨粒4和螺旋槽5。金刚石磨头的磨头部基体2与连杆部1直接相连为一体。磨头部基体2表面采用钎焊的方式固定金刚石磨粒4；磨头部基体2表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽5。磨头部基体2呈柱锥形，可以钻+修孔。
制备工艺为：将热塑性树脂胶粘剂与乙二醇稀释剂按照质量比6:1的比例称取100g，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨头部基体2表面，放置10分钟。将经过处理的磨头部基体2在银基钎焊材料颗粒料中滚动，形成银基钎焊材料3基层；然后在银基钎焊材料3基层上均匀涂敷丙烯酸酯油性不干胶，放置5分钟后，在金刚石磨粒料中滚动，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒4；继续涂覆上述油性不干胶，并在银基钎焊材料颗粒料中滚动，最终在磨头部基体2的表面形成一层带金刚石磨粒4的银基钎焊材料粘结层；将得到的带金刚石磨粒4的银基钎焊材料粘结层用激光光束烧蚀，烧蚀部分的金刚石磨粒4和银基钎焊材料3颗粒掉落，形成螺旋槽5；最后，放入真空炉中，在800℃温度下烧结1h，银基钎焊材料3将金刚石磨粒4固结在磨头部基体2的表面，形成带螺旋槽5的金刚石磨头。
以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如采用其他复合合金钎料，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种金刚石磨头，包括磨头部与连杆部，其特征在于，所述磨头部表面采用钎焊的方式固定金刚石磨削层；所述磨头部表面的金刚石磨削层采用激光开设有多道螺旋槽。
2.根据权利要求1所述金刚石磨头，其特征在于，所述金刚石磨头的磨头部与连杆部直接相连为一体。
3.根据权利要求1所述金刚石磨头，其特征在于，所述磨头部呈圆锥形。
4.根据权利要求1-3任一项所述金刚石磨头的制备工艺，其特征在于，先采用钎焊的方式在磨头部基体的表面制备带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，再用激光光束按照设定的路线烧蚀带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层表面，被烧蚀的部分金刚石磨粒和钎焊材料颗粒脱落从而形成螺旋槽。
5.根据权利要求4所述制备工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）按一定比例称取胶粘剂和稀释剂，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨头部基体表面，放置10～20分钟；
（2）将经过步骤（1）处理过的磨头部基体表面在钎焊材料颗粒料中滚动，形成钎焊材料基层；然后在磨头部基体的钎焊材料基层上涂油性不干胶；在金刚石磨粒料中滚动，依靠油性不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒；继续涂覆油性不干胶，并在钎焊材料颗粒料中滚动，最终在磨头部基体的表面形成一层带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层；
（3）激光光束按照设定的路线烧蚀步骤（2）所得到的带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层表面，被烧蚀的部分金刚石磨粒和钎焊材料颗粒脱落从而形成螺旋槽；
（4）将步骤（3）所得到的带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层的磨头放入真空炉中烧结钎焊，即得到表面金刚石磨削层有多道螺旋槽的金刚石磨头。
6.根据权利要求5所述制备工艺，其特征在于，所述钎焊材料颗粒为镍基合金、铜基合金、银基合金中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述制备工艺，其特征在于，所述胶粘剂为热塑性树脂胶粘剂；所述油性不干胶为丙烯酸酯油性不干胶。
8.根据权利要求5所述制备工艺，其特征在于，所述胶粘剂和稀释剂的比例为4-6：1。
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