CN108544385A - 以碳化钨为基体的金刚石磨头及其钎焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺。金刚石磨头以碳化钨为基体，碳化钨(WC)硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体，化学性质稳定，能利用WC的高硬度特性来保证磨头基体的强度及刚性。钎焊方法中，在棒料涂上水性粘结剂，再铺上钎料；将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空，接着在680℃‑740℃温度下加热15‑20分钟，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，该棒料上形成焊好的钎料区；在焊好的钎料区铺上金刚石粉；将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空，接着在680℃‑740℃温度下加热15‑20分钟实现钎焊，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，钎焊性能稳定，成品率高。

Description

以碳化钨为基体的金刚石磨头及其钎焊方法
技术领域
本发明涉及超硬磨料工具的制造技术领域，特别涉及一种以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺。
背景技术
金刚石磨头被广泛地应用于硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、半导体材料以及石材等硬脆材料的加工。金刚石磨头具有硬度高、强度大以及优异的耐磨性能等力学特性，磨削效率高、磨削压力小，磨削温度低，可避免工件表面的烧伤和开裂；磨削质量好，加工精度高，消耗少、寿命低，降低加工成本；能解决其他类型磨头无法解决的难加工材料的问题。目前使用的金刚石磨具一般采用钢基体，钢基体和金刚石直接采用电铸、电铸或钎焊进行制备。其一，采用钢基体，基体的强度及刚性都有进一步提升的可能性。其二，电铸，电镀金刚石磨具的特点微粉金刚石分布均匀性可控，但机械把持，寿命低；烧结，烧结金刚石磨具的特点是强度好，耐磨性好，但是细粒度易团聚；钎焊，钎焊工艺制备金刚石磨具把持力很好，且出刃高。
发明内容
本发明提供了以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺，其克服了背景技术中金刚石磨头所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：
以碳化钨为基体的金刚石磨头，其特征在于，它包括碳化钨棒料和金刚石粉，该金刚石粉通过钎料钎焊在碳化钨棒料上。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：
以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，包括：
步骤1，采用丙酮超声清洗碳化钨棒料；
步骤2，在棒料涂上水性粘结剂，再铺上钎料；
步骤3，将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，该棒料上形成焊好的钎料区；
步骤4，在焊好的钎料区铺上金刚石粉；
步骤5，将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温。
该步骤3中，该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟；
该步骤5中该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟。
该碳化钨棒料的直径为0.5-1.5mm。
该步骤4中磨头工作层直径在1.5-2.5mm。
该步骤4中金刚石粉规格为30-50μm。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
金刚石磨头以碳化钨为基体，碳化钨(WC)硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体，化学性质稳定，能利用WC的高硬度特性来保证磨头基体的强度及刚性。
钎焊方法中，在棒料涂上水性粘结剂，再铺上钎料；将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，该棒料上形成焊好的钎料区；在焊好的钎料区铺上金刚石粉；将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，分两步进行钎焊，两步钎焊都在真空状态下，在680℃-740℃温度下加热15-20分钟，钎焊性能稳定，成品率高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1是采用本具体实施方式钎焊的金刚石磨头的三维形貌图。
具体实施方式
以碳化钨为基体的金刚石磨头，其特征在于，它包括碳化钨棒料和金刚石粉，该金刚石粉通过钎料钎焊在碳化钨棒料上。
以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，包括：
步骤1，采用丙酮超声清洗碳化钨棒料，该碳化钨(WC)棒料的直径为1mm；
步骤2，在棒料涂上水性粘结剂，再铺上钎料；
步骤3，将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着将石英管移至管式炉内在680℃-740℃温度下加热15-20分钟，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，该棒料上形成焊好的钎料区；
步骤4，在焊好的钎料区铺上金刚石粉，金刚石粉规格为40μm，磨头工作层直径在2mm，即，金刚石粉铺设厚度为2mm。
步骤5，将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着将石英管移至管式炉内在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，以制备金刚石磨头，该金刚石磨头的三维形貌图如图1。
本具体实施方式之中，采用直径为1mm的WC棒料作为基体，实现磨头工具的微型化；采用40μm的金刚石粉来钎焊磨头，保证磨头微型化的同时实现大幅度降低加工表面的粗糙度；控制微粉金刚石磨头工作层直径为2mm，实现加工的高精密性。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.以碳化钨为基体的金刚石磨头，其特征在于，它包括碳化钨棒料和金刚石粉，该金刚石粉通过钎料钎焊在碳化钨棒料上。
2.以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，其特征在于：包括：
步骤1，采用丙酮超声清洗碳化钨棒料；
步骤2，在棒料涂上水性粘结剂，再铺上钎料；
步骤3，将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温，该棒料上形成焊好的钎料区；
步骤4，在焊好的钎料区铺上金刚石粉；
步骤5，将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空，接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊，在保持抽真空状态下，从石英管移出棒料并空冷至室温。
3.根据权利要求2所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，其特征在于：
该步骤3中，该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟；
该步骤5中该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下，接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟。
4.根据权利要求2所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，其特征在于：该碳化钨棒料的直径为0.5-1.5mm。
5.根据权利要求2所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，其特征在于：该步骤4中磨头工作层直径在1.5-2.5mm。
6.根据权利要求2所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法，其特征在于：该步骤4中金刚石粉规格为30-50μm。
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