[發明專利]一種釬焊金剛石工具的制造方法及制造設備

在審

• 申請號: 201611082184.6
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106625302A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 楊長勇;高紹武;蘇浩;徐九華;傅玉燦;丁文鋒
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及工具制造技術領域，特別地，涉及一種釬焊金剛石工具的制造方法及制造設備。

背景技術

以鎳基高溫合金、鈦合金、超高強度鋼等為代表的高強韌難加工材料具有塑性高、韌性好、強度高、強化系數高等一系列優點，在航空、航天、艦船、兵器等國防工業中的應用越來越廣泛，以在役航空發動機為例，高溫合金和鈦合金分別占航空發動機總重的55～65％和25～40％。隨著對零件使用性能、加工質量和效率等方面要求的不斷提升，難加工材料高效精密加工中存在的問題越來越引起廣泛的重視。

目前電鍍工藝已成熟應用于金剛石工具的制造，特別內鍍法制備的電鍍金剛石工具具有精度高、磨料等高性好、初次使用前無需修整等優點，但仍然存在電鍍工具所固有的不足：金剛石磨料是機械包埋于結合劑之中，結合劑對磨料的把持強度低，在使用過程中，磨料易脫落，不能充分發揮超硬磨料的優勢，工具壽命低。

釬焊金剛石工具磨粒與釬料產生冶金結合，結合力大，磨料出露高度可達70％以上，可承受大載荷，故廣泛應用于難加工材料的高效磨削加工中。然而，傳統的釬焊工藝以工具基體為磨粒定位面，由于磨粒尺寸的分散性，無法保證工具表面磨粒出露高度的一致性，而且單層工具修整非常困難，導致釬焊金剛石工具加工表面質量受限，限制了其在精密磨削加工領域的應用。

發明內容

本發明的實施例提供一種釬焊單層金剛石工具制造方法，克服了現有釬焊工具磨粒出露高度一致性差的缺點，融合了內鍍法電鍍工具的優點，能夠保證工具磨粒等高性好，精度高。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明的實施例提供一種釬焊單層金剛石工具制造方法，包括：

制作胎模，所述胎模為內孔胎模；在制作胎模時，根據釬料融化后的體積收縮比，胎模長度應超出工具基體長度一定尺寸。

將金剛石磨粒有序排布在所述胎膜內表面；

用工裝夾具將所述胎模與工具基體精確定位，預留1—2mm間隙；

在間隙中填滿配制的釬料并夯實；

將所述胎模、工具基體與夾具沿軸向，垂直放置于真空爐中加熱釬焊；

釬焊完成之后取出脫模，車削胎膜至0.5-1mm的厚度；

采用電解去除部分釬料，露出金剛石磨粒作為切削刃。脫模之后，金剛石磨粒仍被包埋于釬料之中，需將最外層釬料電解掉，方可露出金剛石磨粒，作為切削刃，用于磨削加工。)

采用電解開刃，相較于采用酸腐蝕，開刃過程更加可控，在電解液中添加香豆素等電解添加劑，吸附在凸起磨料表面，降低磨料附近釬料溶解速率，進而實現釬料沿磨料爬升的形貌，增大工具容屑空間。

結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述胎膜采用熱膨脹系數低的合金工具鋼制作。

結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述將金剛石磨粒有序排布在所述胎膜內表面，采用膠粘，在所述胎膜內表面涂膠。

結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，其特征在于，所述夾具采用階梯軸。

第二方面，本發明實施例提供了一種釬焊單層金剛石工具，包括：胎模(1)、夾具壓板(2)、金剛石磨料(3)、釬料(4)、夾具輔助部分(5)、工具基體(6)、壓緊螺母(7)、夾具定位支撐部分(8)；

在胎模(1)內表面與工具基體對應部分，通過涂膠粘合有有序排列的金剛石磨料；

胎膜(1)在夾具定位支撐部分(8)外側，工具基體(6)沿著夾具定位支撐部分(8)裝配，安裝夾具輔助部分；

在胎模(1)與工具基體(6)間隙中填充釬料(4)并夯實，在夾具輔助部分(8)與釬料(4)接觸區域涂抹有脫模劑；

夾具壓板(2)由壓緊螺母(7)固定并壓緊在胎模(1)、金剛石磨料(3)、釬料(4)、夾具輔助部分(5)上。

結合第二方面，在第二方面第一種可能的實現方式中，所述釬焊單層金剛石工具沿軸向垂直放置于真空爐中加熱釬焊；

作為切削刃的磨料為通過電解去除部分釬料后露出。

結合第二方面，在第二方面第一種可能的實現方式中，胎膜內孔圓柱度小于等于2μm；在胎膜與砂輪機體之間預留1—2mm間隙。

結合第二方面，在第二方面第一種可能的實現方式中，在釬焊完成之后脫模被取出，胎膜通過車削加工后的厚度為0.5-1mm的；

結合第二方面，在第二方面第一種可能的實現方式中，所述胎膜采用熱膨脹系數低的合金制作。(如，Invar合金)；所述胎模采用合金制作，熔點高，熱膨脹系數低，燒結時胎模的變形小；