[發明專利]一種全液態活性合金連接制作磨粒磨具的方法

有效

• 申請號: 201010610895.2
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102152250A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 徐西鵬;黃國欽
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24D3/20;B24D3/00
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳智海

技術領域

本發明涉及磨粒工具制作領域，更具體的說涉及一種全液態活性合金連接制作磨粒磨具的方法。

背景技術

磨粒磨具，廣泛用于金屬、陶瓷、玻璃等材料的輪廓成型及表面粗糙度降低的磨削加工場合中。目前，磨粒磨削工具主要是采用電鍍、燒結和釬焊的工藝制作而成。

對于采用電鍍和燒結方法所制的磨粒磨具工具，由于磨粒與金屬結合劑之間是機械包嵌，缺乏對磨粒的足夠把持力，因此在使用時磨粒極易發生脫落而提前喪失加工能力。

釬焊工藝，則是利用活性金屬與磨粒之間的化學結合實現連接，將磨粒焊接在基體上，所以采用該方法所制的磨粒磨具具有強把持力特點，同時釬焊工藝也可以實現磨粒的可控排布，為開發新一代高性能磨具提供參考依據。但是，在釬焊方法的制作過程中，由于活性金屬在基體上的半液態微動和對磨粒的潤濕作用極易使釬料層厚度不均勻、磨粒發生移位或翻轉，導致磨粒的朝向及等高性無法控制。因此，釬焊方法所制的磨粒磨具在使用過程中表面上的磨粒極易出現受載不均勻而發生局部磨粒過載失效，并由此以多米諾骨牌方式引發其他磨粒迅速失效，從而導致磨具使用壽命提前結束，不僅無法完全發揮磨粒的潛能，同時也影響了加工精度和效益。

有鑒于此，目前迫切需要尋找一種新的磨具制作工藝，以有效繼承釬焊方法那樣對磨粒即可實現牢固的化學結合把持又可以按需排布的優點，同時又能最大限度上撇除釬焊工藝的弱點，實現高精度、高性能磨粒磨具的開發。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全液態活性合金連接制作磨粒磨具的方法，以解決現有技術中磨粒磨具被加工出來后無法同時具有把持力強、能按需排布以及磨粒朝向和等高性好的問題。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種全液態活性合金連接制作磨粒磨具的方法，其中，包括如下步驟：

A、制作所需磨粒磨具的模具；

B、將磨粒按預定排布方式和朝向固定在模具表面的預定位置上；

C、將經加熱熔化而呈液態并能與磨粒發生化合反應的活性金屬結合劑注入已經固定有磨粒的模具中，并液態活性金屬結合劑與磨粒接觸而發生化合反應；

D、冷卻后去除模具而獲得磨料磨具成品。

進一步，該磨粒為金剛石磨粒、立方氮化硼磨粒或其混合物。

進一步，該磨粒的表面預先經過金屬化處理。

進一步，該活性金屬結合劑中含有能與磨粒發生化合反應的活性元素，并該活性元素選自鈦、鉻、鎢、鈷、釩、鉬、鋯、或鋁中的一種或多種。

進一步，在B步驟中，在對磨粒進行排布時，將磨粒部分表面埋入到模具內而避免在進行C步驟時與處于液態的活性金屬結合劑相接觸。

進一步，在B步驟中，采用粘膠而將磨粒固定在模具表面上。

進一步，該粘膠為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇、石蠟、酚醛樹脂、蠟乳化液和丙烯酸樹脂中的一種或者兩種以上的混合物。

進一步，在B步驟中，該磨粒通過嵌入的方式而固定在模具上。

進一步，在B步驟中，在將磨粒固定在模具表面上之前，先在模具表面形成有多個大小匹配于相應磨粒的沉孔。

進一步，在A步驟中，該模具采用堿性硅溶膠、鋯英粉按1∶3.6混合后制成，該堿性硅溶膠中二氧化硅SiO₂含量29-31％，氧化鈉Na₂O含量0.25-0.5％，余下為水H₂O；該鋯英粉中氧化鋯ZrO₂含量65-70％，二氧化硅SiO₂含量30-35％；并在該模具材料尚未固化之前，在模具表面的預定位置上嵌入磨粒。

采用上述結構后，本發明將磨粒按預定排布方式和朝向固定在模具表面的預定位置上，然后將已經處于液態的活性金屬結合劑注入模具內，待冷卻后去除模具即能獲得所要制造的磨粒磨具。

本發明至少具有如下有益效果：

一、熔化而呈液態的活性金屬結合劑注入模具后，液態活性金屬結合劑與磨粒相接觸時會在兩者的界面上發生化合反應從而形成牢固的化學結合，從而使磨粒具有強把持力的優點；

二、由于磨粒是按預定排布方式固定在模具上，在冷卻后去除模具時，磨粒原先埋入模具的部分則裸露在磨具上而形成加工時所需的磨刃，因此，可以通過控制磨粒在模具表面的排布方式及埋入深度來實現對磨粒磨具表面的磨粒出刃高度、等高性和分布方式的控制；

三、由于磨粒是固定在模具上，因此磨粒不會因液態活性金屬結合劑的作用而發生移位或翻轉，從而能確保制造成型磨粒磨具具有高精度和高性能。

附圖說明