[發(fā)明專利]一種通過阻焊法制作超硬磨料工具的新方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910034793.1
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109530896B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬伯江;王鎮(zhèn);尹彥翔
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: B23K11/00
• 分類號: B23K11/00;B23K11/34
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發(fā)明提供了一種通過阻焊法制作超硬磨料工具的新方法。其中基體為45鋼，釬料為300/400目的NiCrBSi合金粉(5～9wt％Cr、2wt％B、3wt％Si、余為Ni)或CuSnTi合金粉(16～18wt％Sn、10wt％Ti、余為Cu)，磨料為20/30目的金剛石或20/30目的CBN，對基體和釬料預(yù)處理后，先將預(yù)焊接的磨料放置到基體鉆孔內(nèi)，再利用阻焊機將磨料逐個阻焊到基體上。本發(fā)明工藝制作的超硬磨料工具基體幾乎無熱影響區(qū)，磨料無熱損傷，磨料固定效果好，釬料對磨料的把持強度高，工具使用壽命長，且可用于異形工具的制作，應(yīng)用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過阻焊法制作超硬磨料工具的新方法，所制作的超硬磨料工具用于對陶瓷材料、天然石材、玻璃、各類金屬等高硬脆材料的磨削加工。

背景技術(shù)

在20世紀90年代初期，人們開始將釬焊用于超硬磨料工具的制作。釬焊超硬磨料工具可以使釬料與基體和磨料在高溫下發(fā)生化學(xué)冶金結(jié)合，克服了傳統(tǒng)電鍍和燒結(jié)超硬磨料工具在實際的加工應(yīng)用中存在鍍層易脫落、磨粒出露度低、磨料熱損傷等諸多問題，有效地提升了加工質(zhì)量和加工效率，使超硬磨料工具在高硬脆材料的加工中展現(xiàn)出高的加工質(zhì)量和加工效率，明顯提高了高硬脆材料加工業(yè)的加工能力和總體水平。

但現(xiàn)有的高溫釬焊工藝，如爐中焊和高頻感應(yīng)焊，都存在各自的局限性。爐中焊對基體材料產(chǎn)生較大的熱影響，嚴重影響基體材料的力學(xué)性能，而且此方法對制作大尺寸的超硬磨料工具無能為力。高頻感應(yīng)焊由于感應(yīng)電流在工件表面存在尖角效應(yīng)，會使異形工具的表面受熱不均勻，影響超硬磨料工具的加工性能和使用壽命，無法用于異形工具的制作。

針對高溫釬焊工藝存在的問題，人們又將定能量微域焊的電弧冷焊、激光焊和電子束焊用于超硬磨料工具的制作。電弧冷焊、激光焊和電子束焊在超硬磨料工具制作中，對超硬磨料的熱損傷小且對基體材料不產(chǎn)生熱影響區(qū)，克服了高溫釬焊工藝存在的問題，但無法解決高能量束直接與超硬磨料接觸使超硬磨料產(chǎn)生熱損傷的問題。由于這三種焊接工藝屬于無壓力型施焊工藝，在焊接過程中必然會出現(xiàn)熔池劇烈運動或飛濺，使磨粒極難固定，嚴重影響了超硬磨料工具的加工性能和加工效率，其應(yīng)用具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種通過阻焊法制作超硬磨料工具的新方法。這種方法克服了磨料在冷焊過程中出現(xiàn)熱損傷和跳動的問題，具有磨料固定效果好、操作簡便、環(huán)保、成本低、工具加工質(zhì)量好、加工效率高和磨料不易脫落等優(yōu)點，應(yīng)用范圍廣。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種通過阻焊法制作超硬磨料工具的新方法，包括下列步驟：

(1)選用45鋼基體，用金相砂紙打磨，去除其表面氧化皮，在基體表面均勻鉆孔，并用丙酮清洗；

(2)選用釬料和磨料，釬料為300/400目的NiCrBSi合金粉或CuSnTi合金粉，磨料為20/30目的金剛石或20/30目的CBN，將釬料和磨料分別放入丙酮中進行超聲波清洗；所述NiCrBSi合金粉的組分為5～9wt％Cr、2wt％B、3wt％Si、余為Ni，所述CuSnTi合金粉的組分為16～18wt％Sn、10wt％Ti、余為Cu；

(3)完成磨料的預(yù)焊接工藝，預(yù)焊接后將磨料取出；

(4)將完成預(yù)焊接的磨料準確安放至基體的鉆孔內(nèi)，并使其擁有恰當(dāng)?shù)某雎陡叨龋?/p>

(5)設(shè)定阻焊機參數(shù)，脈沖電流為0.8～1.2kA，脈沖時間為30～50ms；

(6)控制阻焊機的壓力，將阻焊機的壓力設(shè)定為0.4～0.6MPa；

(7)將基體置于阻焊機的兩電極之間，并準確將電極置于待阻焊磨料之上，按動焊接開關(guān)，對磨料進行阻焊；

(8)移動或轉(zhuǎn)動基體至新的待阻焊處，重復(fù)步驟(4)和步驟(7)，完成超硬磨料工具的制作。