CN110877306A - 一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉45‑52份、Sn粉24‑36份、TiH2粉12‑35份和WC粉5‑25份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为100‑240μm，WC粉颗粒粒径为15‑50μm；本发明以TiH2为Ti源在一定程度上可以降低原料成本，同时避免被氧化污染；向Cu粉，Sn粉，TiH2粉的混合粉末中加入超细WC粉，可以增强钎料的耐磨性；同时Cu粉，Sn粉，TiH2粉，WC粉都是粉末颗粒，能很好的混合均匀。

Description

一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法

技术领域

本发明属于超硬磨料工具制作领域，具体涉及一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法。

背景技术

钎焊单层金刚石砂轮实现了金刚石、结合剂(钎料)和金属基体界面上强有力的化学冶金结合，使金刚石出露高度达到2/3粒径，且在工作时不脱落。因而钎焊砂轮锋利，容屑空间大，不易堵塞，磨料的利用更加充分。在与电镀砂轮相同条件下，磨削力、功率消耗和磨削温度更低。

钎焊金刚石的钎料主要有以Ag-Cu-Ti合金为主的银基钎料和以Ni-Cr合金为主的镍基钎料。Ag-Cu-Ti钎料熔点低，但钎料中含有Ag等贵金属，成本较高；Ni-Cr合金由于熔点高，且含有触媒元素Ni、Fe等，钎焊过程中容易对金刚石造成热损伤，致使这些钎料的广泛应用受到了一定的限制。目前以Cu-Sn-Ti合金为主的铜基钎料由于性能与Ag-Cu-Ti系钎料相近，成本远低于Ag-Cu-Ti系钎料而备受关注。

Cu-Sn-Ti合金熔点低，对金刚石热损伤较小，但高温综合性能较差，在加工磨削过程中易磨损，导致金刚石颗粒脱落，而且Ti的活性大，不仅在熔化状态下，即使在固相态，也极易被水分、空气、油脂及氧化物等污染，吸收氧、氮、碳等，并引起气孔、裂纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，包括以下步骤：

(1)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉45-52份、Sn粉24-36份、TiH2粉12-35份和WC粉5-25份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为100-240μm，WC粉颗粒粒径为15-50μm；

(2)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；

(3)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为900-1000℃的条件下，保温8-20min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉；所述金刚石磨粒的粒径为120-220μm。

作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中的机械搅拌时间为15-35min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以TiH2为Ti源在一定程度上可以降低原料成本，同时避免被氧化污染；向Cu粉，Sn粉，TiH2粉的混合粉末中加入超细WC粉，可以增强钎料的耐磨性；同时Cu粉，Sn粉，TiH2粉，WC粉都是粉末颗粒，能很好的混合均匀。

由于TiH2在高真空和一定温度下脱氢可得到活性的Ti元素，Ti元素向金刚石表面扩散形成相应的碳化物，实现金刚石与钎料之间的化学冶金结合，确保了钎料对金刚石的把持力；而且氢气脱离过程中，会在最终合成物上形成气孔，不仅使工具的修整修锐能力得到改善，更扩大了工具的容屑空间；WC是典型的硬质合金，耐热性好，热至1000℃仍保持较高的硬度和耐磨性，因此加入一定量的WC能提高胎体的硬度和耐磨性、耐热性，可以减少金刚石的石墨化，从而降低金刚石的热损伤，以使金刚石磨料工具的性能得到充分发挥。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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做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。

实施例1

一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，包括以下步骤：

(1)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉45份、Sn粉24份、TiH2粉12份和WC粉5份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为100μm，WC粉颗粒粒径为15μm；

(2)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；

(3)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为900℃的条件下，保温8min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉；所述金刚石磨粒的粒径为120μm。

所述步骤(1)中的机械搅拌时间为15min。

实施例2

一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，包括以下步骤：

(1)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉46份、Sn粉30份、TiH2粉25份和WC粉15份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为180μm，WC粉颗粒粒径为30μm；

(2)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；

(3)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为950℃的条件下，保温12min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉；所述金刚石磨粒的粒径为160μm。

所述步骤(1)中的机械搅拌时间为20min。

实施例3

一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，包括以下步骤：

(1)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉52份、Sn粉36份、TiH2粉35份和WC粉25份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为240μm，WC粉颗粒粒径为50μm；

(2)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；

(3)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为1000℃的条件下，保温20min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉；所述金刚石磨粒的粒径为220μm。

所述步骤(1)中的机械搅拌时间为35min。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用Cu粉、Sn粉、TiH2粉和WC粉的混合物做为钎焊金刚石砂轮的钎料，机械搅拌均匀，所述Cu粉45-52份、Sn粉24-36份、TiH2粉12-35份和WC粉5-25份，其中Cu粉、Sn粉和TiH2粉颗粒粒径为100-240μm，WC粉颗粒粒径为15-50μm；

(2)将金刚石砂轮的基体、钎料和金刚石磨粒按顺序布置制作工具成型毛坯；

(3)将工具成型毛坯放入真空炉，采用钎焊工艺，在加热温度为900-1000℃的条件下，保温8-20min，使钎料与金刚石磨粒发生化学反应，随炉冷却至室温出炉；所述金刚石磨粒的粒径为120-220μm。

2.根据权利要求1所述的钎焊单层金刚石砂轮的制作方法，其特征在于：所述步骤(1)中的机械搅拌时间为15-35min。