[發明專利]一種具有分割設計的磨輪形貌、其金剛石磨輪及制備工藝

有效

• 申請號: 202011143622.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112247862B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 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: B24D18/00
• 分類號: 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: 杜甜甜

本發明公開了一種具有分割設計的磨輪形貌、其金剛石磨輪及制備工藝。本發明所述磨輪外圓面的厚度為H，h為合金焊料在磨輪表面發生流淌堆積失效的最大厚度，當Hh時，金剛石磨輪外圓表面圓周方向設置分割帶或將磨輪外圓表面的金剛石布料區域均等地分割成若干小塊；所述分割帶及分割小塊邊長為空白區域，分割帶為連續的分割曲線，分割曲線為三角函數曲線；每個分割小塊垂直方向的高度不大于h，所采用的分割小塊符合“平面鑲嵌”原理的圖形。本發明將布料表面創造性地進行分割，有效防止了焊料在金剛石表面的過度流淌；制備的磨輪磨削效率高，散熱快，有效延長了磨輪的使用壽命與穩定性；制備工藝中易操作，成本低，具有較高的經濟效益。

技術領域

本發明屬于超硬磨料工具制造領域，具體涉及一種具有分割設計的磨輪形貌、其金剛石磨輪及制備工藝。

背景技術

釬焊金剛石磨輪為回轉型輪狀結構，主要利用外圓表面的金剛石磨粒對材料進行加工去除，可以有效應用于打磨鑄件材料表面毛刺、飛邊以及冒口等形貌，并且在石材加工領域可對大理石、花崗巖等硬脆材料進行仿形磨削、磨邊等加工。

釬焊金剛石磨輪是利用含能與金剛石發生化學冶金反應的活性焊料，在高溫環境中將金剛石與鋼基體焊接制備而成。磨輪一般是外圓面需要布金剛石磨料，然后利用外圓的金剛石對材料進行加工，由于磨輪的規格多種，且厚度不一，一般情況下，當磨輪厚度小于40mm時，活性焊料流淌長度小，能夠較好地均勻焊接，磨輪頂端與底部焊料厚度基本一致，但當磨輪厚度較大時，由于焊料在高溫環境下有一定的流動性，受重力的作用，會在磨輪外圓表面發生流淌，特別是當金剛石密度低或者保溫時間長的條件下，焊料的流淌更為明顯，嚴重時會在磨輪底部聚集成滴或者將底部金剛石全部掩蓋，失去加工能力，導致磨輪報廢。因此，對磨輪表面焊料層厚度的控制成為了釬焊金剛石磨輪性能發揮的關鍵前提。

雖然在改進金剛石布料密度、優化釬焊工藝方面亦可達到改善焊料流動性，但上述方式未能從根本上改進焊料的流動性問題。因為在豎直方向上，焊料的流淌不可避免，過長的布料區域必然會造成焊料在底部的堆積。因此，解決此問題，必須從磨粒與焊料在磨輪外圓表面形成的形貌方面研究解決。

發明內容

針對在不同厚度的釬焊金剛石磨輪表面布料時，焊料容易發生堆積，焊料層過厚的問題，本發明提供了一種具有分割設計的磨輪形貌、其金剛石磨輪及制備工藝，通過創造性地提出一種具有分割設計的金剛石排布形貌，顆粒釬焊層厚度均勻，設計的磨輪形貌不僅不影響打磨效率，而且起到防止焊料過度流淌的效果。

本發明創造性地提出了基于磨輪厚度以及焊料對基體的潤濕特點對磨輪表面布料形貌進行分割設計，從而制備防止焊料過度流淌的新型釬焊金剛石磨輪的方案。本發明技術方案中基于焊料最大流淌長度，將磨輪外圓表面在垂直方向進行方案設計，并且為保證在磨輪磨削時加工穩定，保證效率，綜合設計了磨輪外圓表面圓周方向磨料分布形貌。該發明所得出的磨輪表面形貌，磨削鋒利，制備簡單，有效地防止了焊料在磨輪表面的不均勻現象，降低了釬焊工藝制備難度，提高了生產效率，具有較高的經濟效益。

金剛石磨輪釬焊制備時狀態為垂直放置，基體表面的合金焊料會在基體表面發生擴散結合，并與表面的金剛石顆粒發生化學冶金反應，對其進行包埋。由于合金焊料對金剛石的潤濕作用，使用合金焊料不至于完全流淌，類似于樹木的樹根對土壤的固定作用。

雖然金剛石可以對熔化的合金焊料起到較好的固定，但受重力作用影響，焊料仍然會有一定垂直往下的流動，當合金焊料流動量過大時，合金焊料會完全包埋住金剛石，磨輪表面失效。因此，可建立以下模型，焊料受重力垂直流動，整體近似三角形結構，當底邊的尺寸大于金剛石的粒徑時，磨輪失效。

本發明提供了一種具有分割設計的磨輪形貌，所述磨輪為金剛石磨輪，磨輪外圓面的厚度為H，磨輪能夠發揮性能，表面不被合金焊料覆蓋的最長厚度為h，h＝d/tanθ；其中θ為合金焊料對鋼基體的鋪展傾角，h為合金焊料在磨輪表面發生流淌堆積失效的最大厚度，d為金剛石粒徑；