[发明专利]钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布工艺

说明书

技术领域

本发明属于船体焊缝、焊疤及表面氧化皮打磨领域，涉及一种钎焊超硬磨料船体打磨盘磨料排布新工艺，适用于大型船体表面除锈、去疤、除飞溅。此外，本发明还可应用于打磨多晶硅、玻璃等非金属材料以及大理石、花岗岩等石材类材料。

背景技术

造船业是为水上交通、海洋开发和国防建设等行业提供技术装备的现代综合性产业，也是劳动、资金、技术密集型产业，我国劳动力资源丰富，拥有适宜造船的漫长海岸线，发展船舶工业具有较强的比较优势。同时，我国对外贸易的迅速增长，也为船舶工业提供了较好的发展机遇，我国船舶工业有望成为最具国际竞争力的产业之一。

2008年难以预料的风险接踵而来，美国金融危机迅速波及全球，受美国金融危机影响我国船舶业面临着金融风暴严峻的冬天。此外，油价的持续高位运行以及钢铁等原材料价格的上涨则构成了行业运营的主要压力。国际产业转移的趋势已经把造船业的巨大机遇展现在中国企业的面前，但在激烈的市场竞争环境，如何规避各种风险，把握机遇，是与企业发展命运攸关的问题。

在船舶制造流程中，其中非常关键的一项工作便是将整只船体的焊接表面清理平整、干净。由于整只船体主要是由高强度结构钢经过特殊焊接在一起，焊接过程反应剧烈，会产生各种形状的焊缝、单个的焊点、焊疤以及在焊接过程中飞溅出来的焊剂与熔点金属形成的大量飞溅点，因此焊缝多、焊缝长、焊点密外形复杂且难以打磨成为船体制造的一个难点。目前常规的方法是打磨工用安装了树脂砂轮片的手动砂轮机进行手动打磨。但由于树脂砂轮片是利用树脂固化的原理将碳化硅等超硬磨料固结成盘状制作而成，其结合强度底，因此在打磨过程中，会出现，打磨盘易消耗，火花大，气味大，粉尘大等缺点。这是由于树脂砂轮片在打磨过程中遇到高强度的焊缝受到过大冲击，导致磨料边磨削边脱落，并由于磨料出露高度低，磨削表面温度高，导致树脂变软、烧熔挥发，散发出有毒、刺激气味。此外，由于磨料出露低导致打磨盘锋利度不理想，打磨效率较慢，使得船体的打磨工作量占船舶整体制造工作量的三分之一左右。

由于存在以上的缺点，再加上船舶制造业对成本控制的要求，需要开发一种新型打磨盘来取代传统打磨盘，以达到磨削效率高、寿命长、无污染等目的。

超硬磨料的固结技术目前有电镀、烧结、钎焊等三种主要结合方式。通过对以上三种结合方式进行对比发现，烧结技术与电镀技术磨料出露高度底，胎体对磨料把持强度低，锋利度不理想，排屑效果差，已证明难以胜任打磨高强度焊缝的要求。而钎焊技术是利用焊料熔化将超硬磨料与基体焊接在一起，焊料与磨料之前发生了化学冶金结合，磨料焊接强度高，因此磨料出露高，磨削锋利，是较为理想的一种制作打磨焊缝的技术。相比其它超硬磨料，金刚石为目前最硬的物质；研磨性好；比热小而导热率大，因此易升温也容易散热，而且金刚石是打磨金属较为理想的材料。相比于传统树脂砂轮片，钎焊金刚石工具由于在使用过程中基本不会出现磨料脱落现象，而且无树脂熔化挥发，因在使用过程安全，无刺激性气味产生，更具有绿色环保的特点。这与目前低碳、环保的发展理念是一致的。

目前，利用钎焊技术，将超硬磨料焊接在钢基体上制备钎焊超硬磨料工具已有部分应用于实际生产中，比如高铁博格板磨轮，钎焊金刚石钻头等。但对于专业打磨船体焊缝的金刚石工具目前尚未有相关报道与专利出现。现有的钎焊金刚石打磨工具种类少，且多用于打磨石材，工具的制作工艺，基体外形、以及打磨设备均有较大不同，无法应用于船体打磨上。

而且目前常规的钎焊磨盘多为在磨盘基体表面无序排布一定数量的金刚石，然后经过高温钎焊制作而成。其磨盘表面磨料排布由于工艺限制，难以做到均匀排布，而且未有根据磨盘的实际形貌进行地貌优化，即浪费了磨料用量，又制约了磨盘的磨削效率与寿命，造成了钎焊磨盘目前仍然未在钢铁打磨领域得到革命性地应用。