CN206425989U - 一种超硬磨料砂带 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超硬磨料砂带。包括基布层、粘结剂层和磨料层，其特征在于，还包括焊接衬层，所述磨料层为超硬磨料层，焊接衬层上通过粘结剂层离散分布固定有若干组合金焊料层，每一组合金焊料层上钎焊固定有超硬磨料。本实用新型方法所制备的超硬磨料砂带能够获得连接超硬磨料的高强度把持力，又具有一定的柔韧性与抗拉强度，综合性能优良。可应用于金属材料与非金属材料、复合材料等的强力磨削、异型曲面磨削、大平面磨削等多种磨削加工领域。

Description

一种超硬磨料砂带

技术领域

本实用新型公开了一种超硬磨料砂带。

背景技术

传统砂带是用粘结剂将磨料粘结在纸、布等挠性材料上制成的可以进行磨削和抛光的一种带状工具，它是涂附磨具的一种主要形式。其基本组成是：基材、磨料和粘结剂。砂带多用于工件的磨削加工中，包括平面磨削、异型结构磨削、型面磨削、强力磨削等多种应用，是机械加工的重要组成部分。

常规的砂带用磨料为氧化铝、碳化硅等普通磨料。普通磨料砂带的应用十分广泛，但由于其磨料易脱落，寿命短，砂带需要频繁更换，严重影响了加工效率。而且在工业自动化机器人迅速发展的今天，对磨削稳定性的要求极高，传统磨料砂带已难以满足要求。

近年来，亦出现以金刚石、立方氮化硼等超硬磨料为主的超硬磨料砂带，其制备原理有两种，一种是直接利用树脂固化，由于树脂固结强度较低，超硬磨料易脱落，性价比较低。另一种是利用电镀的工艺将超硬磨料电镀于衬层上，然后再固结于基布材料上。此种方式利用了电镀固结磨具的特点，利用金属结合剂结合强度大于树脂的优势，制备了电镀超硬磨料砂带。

而与钎焊超硬磨料相比，电镀超硬磨料工艺则不具有优势 ，钎焊超硬磨料工具磨料出露高、磨料锋利、排屑性能佳，且超硬磨料与基体之间发生化学冶金结合，磨料把持强度高于电镀的机械包埋结合力，这是钎焊超硬磨料的极大优势，但当此工艺应用于制备超硬磨料砂带中却存在极大的困难。

这是由于以下原因：

（1）砂带工具，其应用要求具有较高柔韧性，基布多为布基、甚至纸基材料，钎焊超硬磨料需要1000度左右的温度，基布无法达到此种要求。

（2）超硬磨料需要有综合性能优良的基体。钎焊工具基体一般为钢铁材料，此类材料在较薄时柔韧性仍然达不到要求，且高温钎焊后会变得硬脆，无法应用于基体材料。

（3）合金焊料合金层一般会发生冶金发学反应，即会有基体表面形成一层合金层，当弯曲时，合金层极易出来裂纹，甚至断裂。因此需要新形结构来实现钎焊后砂带的弯曲。

基于上述困难，目前尚未有关于钎焊超硬磨料砂带工具的报道。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出一种超硬磨料砂带，可应用于金属材料与非金属材料、复合材料等的强力磨削、异型曲面磨削、大平面磨削等多种磨削加工领域。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种钎焊超硬磨料砂带，包括基布层、粘结剂层和磨料层，还包括焊接衬层，所述磨料层为超硬磨料层，焊接衬层上通过粘结剂层离散分布固定有若干组合金焊料层，每一组合金焊料层上钎焊固定有超硬磨料。

所述粘结剂层为树脂粘结剂层。

所述焊接衬层为由金属纤维与抗拉纤维复合制备而成的网状结构层

所述金属纤维与抗拉纤维的体积比例范围为5:1~1:25。

所述金属纤维的丝径范围与抗拉纤维的丝径范围均在0.001~0.2mm之间。

所述的超硬磨料包括人造金刚石、立方氮化硼、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼、硬质合金碎粒，超硬磨料的粒度范围在1目~300目之间。

所述金属纤维包括钢丝、不锈钢丝、纯铁丝中的一种或多种，丝径范围在0.001~0.2mm之间。

所述抗拉纤维为陶瓷纤维。

本实用新型一种钎焊超硬磨料砂带的有益效果是：

第一、本实用新型所制备的钎焊超硬磨料砂带，由于合金焊料在砂带表面的分布是离散型的，非连续型，合金焊料层焊后不能形成一个整体，大大降低了合金焊料层的脆性，提高了砂带的柔韧性。

第二、由于金属纤维与抗拉纤维作为焊接衬层，即可以获得连接超硬磨料的高强度把持力，又具有一定的柔韧性与抗拉强度，综合性能优良。

第三、本实用新型所制备的钎焊超硬磨料砂带由于钎焊超硬磨料，性能优良，磨料出露高，结合强度大，磨料不易脱落，焊接衬层韧性佳，易弯曲，不易断裂，寿命长。对铸铁、高强度钢、一般用钢以及其它黑色金属、有色金属、复合材料、石材等可以强力高效加工、效率高，寿命长，不用频繁更换砂带，具有较高的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型超硬磨料布料示意图；

其中，1-合金焊料层；2-超硬磨料层；3-粘结剂层；4-焊接衬层；

图2为焊后形貌结构示意图；

其中，5-熔化后的合金焊料合金层；6-合金焊料渗透至焊接衬层处；

图3为粘结基布后的结构示意图；

其中，7-基布材料；

图4为磨料焊后形成的簇状结构；

其中，8为超硬磨料与合金焊料按簇状分布状态。

具体实施方式

下面结合具体的实施例以及说明书附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，图2和图3所示，一种钎焊超硬磨料砂带，包括基布层、粘结剂层3和超硬磨料层2，还包括焊接衬层4，焊接衬层4上通过粘结剂层3离散分布固定有若干组合金焊料层1，每一组合金焊料层1上钎焊固定有超硬磨料层2。

所述的焊接衬层4是一种即可以牢固焊接超硬磨料，又具有一定柔韧性与抗拉强度的复合材料。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述焊接衬层4由金属纤维与抗拉纤维复合制备而成。

进一步的，金属纤维可以为钢丝、不锈钢丝、纯铁丝等能与合金焊料发生冶金结构的金属丝体，其丝径范围在0.001~0.2mm之间。所述的抗拉纤维应具有耐高温、不挥发、高温加热强度损失小、具有一定柔韧性的材料。由于钎焊温度通常在820~1040度之间，因此优选陶瓷纤维作为抗拉纤维。金属纤维与抗拉纤维的用量按照一定比例编织，两者的体积比例范围为5:1~1:25，具体根据磨削条件与应用场合配制。由于金属纤维与抗拉纤维作为焊接衬层，即可以获得连接超硬磨料的高强度把持力，又具有一定的柔韧性与抗拉强度，综合性能优良。

上述合金焊料与超硬磨料的排布方式可以多种，但所要达到的结果均是使得超硬磨料钎焊时能够被良好包埋，合金焊料合金在磨料根部有一定爬升。磨料的出露高度在30%~75%之间。

所述的粘结剂能够将合金焊料、超硬磨料粘结于焊接衬层表面，且在500度以下能够挥发，不影响焊接性能。粘结剂可通过易挥发的溶剂进行粘度调配。作为本实用新型的一个优选技术方案，所述粘结剂层3为树脂粘结剂层。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述的超硬磨料包括人造金刚石、立方氮化硼、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼、硬质合金碎粒，超硬磨料的粒度范围在1目~300目之间。

本实用新型超硬磨料砂带的制备工艺，具体包括以下步骤：

第一步，根据磨削要求与加工条件确定磨料参数与合金焊料参数；

第二步：确定焊接衬层中钢纤维与抗拉纤维直径与使用比例；

第三步：在焊接衬层表面刷涂一层粘结剂，贴覆带有优化后磨料地貌外形孔的孔模板；

第四步：在孔模板上排布合金焊料与磨料；

第五步：撤去孔模板，进行钎焊加热；在孔模板的边缘沿法向方向施加外力，克服孔模板与粘结剂的粘附力后，即可以撤去孔模板，由于合金焊料、超硬磨料被粘结剂粘附、孔模板亦被粘结剂粘附，而合金焊料、超硬磨料与孔模板之间无粘附作用，则合金焊料与超硬磨料在孔模板中的地貌被保持；

第六步：将焊有超硬磨料的焊接衬层与基布通过树脂粘结并固化。

所述的孔模板是一种能够在砂带的焊接衬层表面进行完全铺展的材料，包括但不局限于硅胶、天然橡胶、硫化橡胶、塑料、尼龙材料以及不锈钢丝。孔模板厚度在0.10~1.2mm之间。

合金焊料与磨料的排布可以包括多种形式：

第一种是可以先排布磨料，然后再排布合金焊料颗粒。

第二种是先将磨料与合金焊料颗粒按一定比例混合，然后直接铺洒于焊接衬层表面。

第三种是选用细粒度的合金焊料粉末将超硬磨料包裹进行制粒，制备成粒状复合体后直接一次性布洒于焊接衬层表面。

如图4所示，由于孔模板的存在，将超硬磨料与合金焊料按区域分离，因此合金焊料在砂带表面的分布是离散型的，非连续型，合金焊料层焊后不能形成一个整体，大大降低了合金焊料层的脆性，提高了砂带的柔韧性。

所述的钎焊加热可以有多种方式，可以为感应加热，亦可以为真空钎焊加热，亦可以为网带式隧道炉加热。根据制备的砂带的形状确定具体加热方式，由于砂带为带状结构，细长形，因此，推荐优选网带式隧道炉作为加热设备。

Claims (8)

1.一种钎焊超硬磨料砂带，包括基布层、粘结剂层和磨料层，其特征在于，还包括焊接衬层，所述磨料层为超硬磨料层，焊接衬层上通过粘结剂层离散分布固定有若干组合金焊料层，每一组合金焊料层上钎焊固定有超硬磨料。

2.根据权利要求1所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述粘结剂层为树脂粘结剂层。

3.根据权利要求1所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述焊接衬层为由金属纤维与抗拉纤维复合制备而成的网状结构层。

4.根据权利要求3所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述金属纤维与抗拉纤维的体积比例范围为5:1~1:25。

5.根据权利要求3所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述金属纤维的丝径范围与抗拉纤维的丝径范围均在0.001~0.2mm之间。

6.根据权利要求1所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述的超硬磨料包括人造金刚石、立方氮化硼、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼、硬质合金碎粒，超硬磨料的粒度范围在1目~300目之间。

7.根据权利要求3所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述金属纤维包括钢丝、不锈钢丝、纯铁丝中的一种或多种，丝径范围在0.001~0.2mm之间。

8.根据权利要求3所述的钎焊超硬磨料砂带，其特征在于，所述抗拉纤维为陶瓷纤维。