[發明專利]一種鋼鐵打磨用釬焊金剛石磨盤及其制備方法

有效

• 申請號: 201910992169.2
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN112677061B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王波;林宗良;郭坤;丁瀟杰;蔡昌鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇韋爾博新材料科技有限公司
• 主分類號: B24D7/02
• 分類號: B24D7/02;B24D18/00
• 代理公司: 南京材智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

本發明公開了一種鋼鐵打磨用釬焊金剛石磨盤，所述釬焊金剛石磨盤的金剛石顆粒的粒度區間為20目~120目，且單個金剛石磨盤的金剛石顆粒的顆粒粒徑尺寸浮動范圍不超過20%；且金剛石刃口齊平，保持金剛石磨粒頂端為一個型面，且與基體法向方向垂直。所述鋼鐵打磨用金剛石磨盤能對鋼鐵材料表面高質量、高效率的加工。通過控制磨盤表面金剛石的粒度區間以及表面切削刃的位置，在不降低金剛石粒度等級的前提下對鋼鐵材料表面進行打磨清理，達到表面粗糙度符合要求且加工效率高的目的。所述的磨盤不僅可應用于打磨鋼鐵材料表面，而且還可以制備成其它形狀以對材料進行平面磨削、端面磨削等，是一種適應性廣泛的創新性工藝。

技術領域

本發明屬于超硬磨料工具制備領域，具體涉及一種鋼鐵打磨用釬焊金剛石磨盤及其制備方法。

背景技術

目前常規打磨鋼鐵材料表面的方法是用安裝了樹脂砂輪片的手動砂輪機進行手動打磨。樹脂砂輪片以樹脂為粘結材料，以金屬粉末、金屬氧化物、普通磨料為填充物混制成結合劑，將磨料和結合劑按照濃度的要求混合制成成型料，經熱壓所型、固化制成制品坯體，經后續加工制成品。

鋼鐵材料打磨所用樹脂砂輪片便是利用樹脂固化的原理將碳化硅等超硬磨料固結成盤狀制作而成。它在打磨行業得到了大量的應用，但經過長期應用與研究發現，樹脂砂輪片在使用過程中存在較大的缺陷：1、樹脂砂輪片耐水性差、耐堿性差，保存期短。2、結合強度底，磨料消耗快。3、打磨過程火花大，氣味大，粉塵大，對環境有較大的危害。4、打磨效率逐漸降低。

基于以上的問題以及環保要求，需要一款磨拋效率高，無粉塵，污染小，作業人員操作方便的新型磨拋工具。磨盤磨料的選擇既要考慮鋼材加工的效率與壽命，又要考慮磨料的經濟性。

目前人造金剛石及CBN(立方氮化硼)的工業化生產已經成熟，成本不斷下降，金剛石、CBN超硬工具也在近幾十年得到了迅速的發展。為實現高效磨拋鋼鐵材料的目標，能夠利用的磨料除了碳化硅以及剛玉外，以人造金剛石、CBN為代表的超硬磨料成為了理想的選擇。

立方氮化硼(CBN)工具適用于加工硬化處理過的淬硬鋼、高硬度合金鋼、灰鑄鐵以及鎳基高溫合金等難加工材料，其最大缺點是強度低、韌性差，多用于設備剛性好的精加工。鋼鐵材料磨拋設備剛性低，且磨拋工藝要求的磨粒粒度較大(30目～80目)，大粒度CBN磨粒棱角細長，較金剛石磨粒易發生破碎，而且顯著增加成本。因此在鋼鐵材料的打磨作業中不宜采用CBN而采用金剛石作為主要加工用磨粒。

金剛石固結技術目前有電鍍、燒結、釬焊等三種主要結合方式。

燒結金屬結合劑金剛石工具由于磨粒結合強度低、出露高度小，多用于硬脆材料的磨削、切割工藝中。

電鍍金剛石工具是用電鍍的方法在基體上沉積一層金屬(一般為鎳及鎳鈷合金)并在沉積的金屬內固結金剛石磨粒制成。由于金剛石為機械包埋，鍍層對金剛石的把持強度低，而且為了牢固把持，須將金剛石埋至其自身高度50％以上。由于電鍍金剛石工具的缺點，在磨削載荷重時金剛石磨粒易脫落。因此考慮采用釬焊的方式將金剛石牢固地焊接在鋼基體上制備磨盤。

釬焊金剛石技術是指利用能與金剛石磨粒產生化學反應，與鋼基體產生冶金結合的焊料進行釬焊連接的技術。由于焊料中存在能與金剛石發生化學反應的活性元素，金剛石與焊料界面發生化學冶金結合，因此結合強度高，金剛石不易從基體上脫落。相比電鍍工具其具有1、磨粒出露高。2、容屑空間大。3、散熱好等優勢。

但金剛石磨盤在打磨鋼鐵材料時，由于每顆金剛石磨粒相當于一顆小切削刀頭，在鋼鐵材料表面滑擦、切削出凹痕，當金剛石顆粒的粒度不一致時，凹痕的深度會有差別。這就要求打磨鋼鐵材料用金剛石磨盤表面粒度的一致性與等高性。