[發明專利]一種感應加熱高熵合金釬焊單層金剛石砂輪的方法

有效

• 申請號: 201710209969.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106976023B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 盧金斌;殷振;劉威;曹自洋;朱其新;張旺璽;李揚;徐帥;仇鑫凱
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B22F1/00;C22C30/02;C22C30/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種感應加熱高熵合金釬焊單層金剛石砂輪的制作方法，包括以下步驟：利用機械加工的方法制備金剛石砂輪基體；采用Ni?Cr?B?Si、Cu、Ti、Sn、Mn混合制成的高熵合金粉末做為釬焊金剛石砂輪的釬料；將砂輪基體、壓敏膠、釬料、金剛石磨粒按順序放置，制作工具成型毛坯；最后采用感應加熱方式釬焊金剛石砂輪。

技術領域

本發明屬于超硬磨料工具制作領域，具體涉及一種新型釬料釬焊單層金剛石砂輪的制作方法。

背景技術

隨著科技的發展，大量硬脆材料以及各種復合材料因具有高強度、高硬度、高耐磨性等優點而被廣泛應用于各個領域，但其難加工的特性對加工工具提出了更高的要求，采用金剛石的工具進行磨削加工是非常重要的一類加工方法。金剛石磨料因其具有高硬度、高耐磨性、高導熱性等優異的機械性能而被廣泛應用于制作超硬磨料工具。目前，在金剛石工具制作領域，釬焊技術可實現金剛石、結合劑和金屬基體界面間良好的化學冶金結合，而被廣泛應用。金剛石工具對釬料具有很高的工藝要求：①釬料對金剛石和基體具有良好的潤濕性；②釬料應避免與金剛石過度反應；③釬料與金剛石熱膨脹系數應較為接近，減少焊接殘余應力；④適中的強度、硬度、耐磨性，可以實現金剛石磨粒的實時出露和減小殘余應力。目前大部分釬料以Ni基和Cu基為主，Ni基釬料中較高的Ni含量會促使金剛石石墨化及造成金剛石的過度溶解，另外Ni-Cr-B-Si通常是一種硬面合金，其良好的耐磨性易導致金剛石磨粒難以實時出露，而銅基釬料中的Cu不是觸媒，因此不會促使金剛石石墨化，而且Cu幾乎不溶解金剛石，但其硬度較低，使得該釬料耐磨性較差，常會導致釬料層磨損過度使金剛石磨粒脫落。高熵合金是一種以多種組元為基的合金，其微觀組織大多為固溶體，由于具有多種元素的固溶強化，其硬度、強度較高，而固溶體具有較高的韌性，在含有一定的活性元素后適于釬焊金剛石。

本發明采用Ni-Cr-B-Si、Cu粉、Ti粉、Sn粉、Mn粉混合制成的高熵合金粉末作為釬料，釬料成分調控容易，成本低。該釬料在釬焊后表現出適中的硬度，可以使金剛石在砂輪使用過程中始終保持良好的出露高度，有利于提高工具的使用壽命。該多主元高熵合金在釬焊后形成固溶體，并通過添加活性元素Cr、Ti來提高釬料對金剛石的潤濕性，使得釬料、金剛石、鋼基體獲得很強的結合力，釬料對金剛石把持力高。Sn、Mn元素的添加能夠使釬料的熔點下降，使其適于釬焊金剛石，高熵合金的釬料層具有良好的韌性、塑性，降低釬焊殘余應力，延長使用壽命。

發明內容

本發明的目的是在提高釬料對金剛石磨料的把持強度的同時，釬料具有較好的韌性和強度，使單層金剛石砂輪適于對硬脆材料的高效加工。因金剛石磨料的難以潤濕，選擇含Ti、Cr的高熵合金作為釬料對金剛石進行釬焊，該釬料含有一定的活性元素Ti、Cr，不僅可以與金剛石進行界面反應，促進釬料對金剛石磨粒的潤濕性，提高磨粒的把持強度，而且高熵合金由于多組元使其協同擴散導致有效擴散較慢，能夠使金剛石與釬料的界面反應適中，另外，大多數含Sn、Ti的釬料會形成較多的化合物，使釬料變脆，但本發明的高熵合金避免了釬料脆性的缺點。采用了Ni-Cr-B-Si和Sn降低了釬料的熔點，而焊后形成固溶體的高熵合金釬料層，具有硬度、耐磨性適中的特點。

1.一種感應加熱釬焊單層金剛石砂輪的制作方法包括下述工藝步驟：

步驟一、利用機械加工的方法制備金剛石砂輪基體，其中砂輪基體直徑在350 mm~800 mm之間。