[发明专利]多孔金属结合剂钎焊金刚石砂轮的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超硬磨料磨具制造领域，尤其涉及一种多孔金属结合剂钎焊金刚石砂轮的制备方法。

背景技术

传统金属结合剂超硬磨料工具都为密实型的，工具在其制造中为了追求对磨料的高把持力，普遍将其致密度作为衡量砂轮制造质量的重要指标。由于金属结合剂超硬磨料砂轮的高致密化，在其使用之初和磨损后造成工具的整形和修锐困难，而且砂轮中磨料出刃难，容屑空间小，在磨削过程中易发生砂轮堵塞问题，这一直是致密金属结合剂金刚石砂轮在使用中无法克服的顽疾。为了解决致密金属结合剂砂轮修整修锐的难题，已发展了多种新型超硬工具的修整修锐方法，如砂轮对滚整形法、ELID在线修整法以及激光修整技术等，但这些技术在实际使用中却存在砂轮修整过程费时费力，砂轮整形精度较低，辅助系统结构复杂，价格昂贵等问题。

上世纪九十年代，国外曾尝试开发制备一种多孔金属结合剂金刚石砂轮，此种砂轮是将多孔陶瓷结合剂的孔隙结构引入到金属结合剂中去，通过砂轮自身结构来改善金属结合剂砂轮修整修锐困难，磨料不易出刃，容屑空间差的问题，从而提高金属结合剂金刚石砂轮的使用性能。通过对这种多孔金属结合剂金刚石砂轮制造工艺、孔隙控制、磨削性能进行研究发现，孔隙结构的引入大大改善了传统致密金属结合剂砂轮磨料不易出刃、砂轮修整修锐困难的弊病，也使得砂轮在磨削加工过程中不易发生堵塞现象。虽然这种多孔金属结合剂金刚石砂轮取得了预期的效果，但同时也带来更为严重的问题，追究其中的原因，主要是由于砂轮中存在的孔隙结构降低了金属结合剂对磨料的把持力，而且砂轮节块的强度很低，从而造成磨料在加工中易过早脱落失效，砂轮在较重载荷磨削下损耗极大，使用寿命短，所以这种砂轮仅在磨削负载较小的精密磨削中表现出易修整修锐的性能优势。

近十年来，高温钎焊金刚石工具取得迅速发展，它是一种采用活性钎料或镍基钎料焊接金刚石，使金刚石与结合剂实现冶金化学结合，从而大大提高结合剂对金刚石的把持力。研究结果表明，金刚石高温钎焊技术能够提供极高的界面结合强度，在所制作的单层金刚石工具中，结合层厚度只需维持在磨粒高度20％～30％的低水平上，就足以在大负荷的高速高效磨削中使结合剂牢固地把持住磨粒。因此，单层高温钎焊金刚石单层工具可以说从根本上解决了磨料与结合剂的结合强度问题。

综上所述，如能将孔隙引入到金属结合剂砂轮中，同时借鉴单层高温钎焊金刚石技术获得结合剂对磨料高的把持力，从而有效解决传统致密金属结合剂金刚石砂轮使用中现存的问题，大幅度提升金属结合剂多层金刚石砂轮的使用性能有着十分重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种多孔金属结合剂钎焊金刚石砂轮的制备方法，使金属结合剂金刚石砂轮中具有孔隙结构，从而改善金属结合剂砂轮的修整修锐、磨料出刃的能力以及容屑空间，同时实现金属结合剂对磨料高的把持力，获得高强度的砂轮节块，使这种改进的砂轮在承受较重磨削载荷时仍具有好的耐用度，且加工效率得到提高。