[实用新型]磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料加工领域，具体涉及一种具有磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具，它包括钻头、锯片、磨轮、串珠等金刚石工具，主要用于金属、石材、混凝土、玻璃、陶瓷、水晶、硬质合金、硅片、磁性材料等材料的钻、切、磨加工。

背景技术

目前，金属结合剂金刚石磨料工具可分为电镀、烧结、钎焊三种类型。电镀金刚石工具仅靠镀层机械包埋镶嵌金刚石磨料，在金刚石与镀层界面上没有结合强度，烧结金刚石工具是用金属粉末与金刚石磨料颗粒混合压坯烧结制成的，在孕镶金刚石磨料与胎体材料界面上既不浸润也无结合强度。这两种工具的金刚石磨料在重负荷作业时都会因把持力不够而过早脱落，磨料利用率低，工具寿命短。为解决电镀、烧结金刚石工具磨料把持强度低，过早脱落的问题，近十多年来，国内外研究用钎焊法制作金刚石磨料工具，由于金刚石磨料和熔化钎料中的活性元素如Cr、Ti等反应，该反应改善了熔化钎焊组分对磨料表面的润湿爬升能力，使结合剂和金刚石磨料之间兼容性增强，提升了附着粘结强度，解决了工具上金刚石磨料把持力不够的问题，钎焊金刚石工具得到了越来越广泛的应用，市场份额正稳步提升。因单层钎焊金刚石工具制作容易，目前，材料加工领域以单层钎焊金刚石工具为主，这些单层钎焊金刚石工具在使用过程中暴露出一些问题，制约了钎焊金刚石工具在加工领域的迅速推广，问题主要表现为：1、由于钎焊金刚石套料钻、锯片、磨轮、串珠粘接金刚石的面分别为套料钻基体的端面、锯片基体的外圆周面、磨轮与串珠基体的外圆柱面，这些面上的金刚石磨粒几乎同时参加切磨削加工，几乎同时磨钝后，因与结合剂结合强度高不易脱落，与加工对象接触面积增大，工具难以提供适度的压力行使有效的磨削，切割效率与加工质量降低，若减少工具表面的金刚石数量，虽切割力小，切割效率高，但工具寿命短。2、规整的金刚石磨料为六面体或八面体或十二面体，且表面多为相互平行的面，在钎焊过程中金刚石磨料漂浮在液相钎料表层，在液相金属钎料表面张力作用下，工具表面的金刚石颗粒受拉力作用，使得金刚石磨料的平表面平行于工具基体表面，切磨削期间，按此方式定位的新磨料，其作用等同于已磨损出大平面的旧磨料，而锋利的顶尖与棱边却没能得到很好利用。金刚石磨料往往占据工具制作成本中相当大的部分，而已报道的文献资料尚无工具中最昂贵成分金刚石磨料粒最佳化利用的报道。3、电镀、烧结、钎焊工艺制作的金刚石工具各具优势，能否将它们优势进行集成，取长补短，制作性能更加优异的工具，尚无文献报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石磨料工具，包括基体、金刚石磨料、楼梯状台阶，在基体上开有多个楼梯状台阶，在台阶面上开有V型槽，金刚石磨料钎焊固定在V型槽与台阶面上，固定在V型槽的金刚石磨料的尖端或棱边处于最高端，钻、切、磨加工时，减小了金刚石磨料与加工对象的接触面积，磨削力小，加工效率高，能有效地克服现有技术的不足之处。

本实用新型的目的是以如下技术方案实现的：一种磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具，包括基体、金刚石磨料、楼梯状台阶、其特征在于：在基体上设置有楼梯状台阶，在楼梯状台阶的台阶面上开有V型槽，金刚石磨料由钎焊结合剂钎焊固定在V型槽与楼梯状台阶的台阶面上，单个台阶的高度是金刚石粒径尺度的60％-90％，在两楼梯状齿间的凹谷中烧结有充填胎体材料。

所述的磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具，在基体上设置有多个楼梯状台阶，在楼梯状台阶的台阶面上可直接钎焊固定金刚石磨料。

所述的磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具，在基体上开有多个楼梯状台阶，在楼梯状台阶的台阶面上开有V型槽，金刚石磨料由钎焊结合剂钎焊固定在V型槽与楼梯状台阶面上，V型槽内固定的金刚石磨料使其尖端或棱边处于最高端，V型槽的深度小于或等于金刚石粒径的尺寸，角度为至少50°，优选为120°。