[发明专利]一种激光钎焊单层金刚石工具的方法

说明书

本发明涉及激光钎焊单层金刚石工具的方法，包括如下步骤：提供金刚石工具的基体；在所述金刚石工具基体的表面涂覆钎料，制得金刚石工具毛坯；提供喷射系统，喷射系统包括料斗和与料斗相连的喷枪；提供金刚石磨粒，将金刚石磨粒置于料斗中；提供激光钎焊系统，激光钎焊系统包括激光发生器与激光钎焊工作头；将激光钎焊工作头与喷枪对准工具毛坯表面；启动激光钎焊系统和喷射系统，并且激光钎焊工作头与喷枪同步移动，使激光钎焊工作头产生的聚焦激光束在前直接辐照到预置的钎料表面从而熔化钎料，在激光光斑后面采用喷枪喷射金刚石磨粒到钎焊熔池中。本发明采用旁轴喷射金刚石磨粒来进行激光钎焊，避免了钎焊时金刚石磨粒烧损氧化和石墨化。

技术领域

本发明涉及一种金刚石工具的加工方法，尤其涉及一种激光钎焊单层金刚石工具的方法。

背景技术

在近些年来金刚石工具在工业生产中被广泛应用，新型金刚石工具多为单层钎焊金刚石工具，它利用高温使得钎料在金刚石磨粒、基体金属之间发生扩散、冶金化合反应，从而得到富含碳化物的过度层，解决了传统单层电镀或多层烧结金刚石工具金刚石磨粒只是被机械包裹的问题，提高了基体对金刚石颗粒的把持力，从根本上改善了磨料、结合剂、基体三者间的结合强度。与传统的单层电镀工具相比，钎焊工具在磨粒出露高度、磨削力、工具寿命等方面具有明显的优势。

目前，单层钎焊金刚石工具的制造方法主要有真空炉钎焊、高频感应钎焊和激光钎焊。真空炉中钎焊对于尺寸较大的金刚石工具，基体整体加热时其变形量很难控制，且生产周期长，时间成本及能耗成本较高，金刚石磨粒长时间处于较高温度环境中，其热损伤的危险性加大。高频感应钎焊，设备成本低，加热、冷却速度快，可以使钎焊周期大为缩短，但其升温速度、加热范围受线圈形状影响，特别是对于大型、异型面磨料工具，其感应线圈的设计、制作也较复杂。

随着近来高亮度、大光斑激光的研制成功，使得激光钎焊技术得到了广泛的应用，激光钎焊金刚石工具成为研究热点。激光钎焊是一种快速加热和快速冷却的焊接方法，可以有效控制基体在钎焊过程中的热变形量，有利于单层钎焊金刚石工具应用于高效精密磨削加工，极大缩短了金刚石工具的制作周期，激光钎焊弥补真空炉中钎焊和高频感应钎焊工艺中存在的问题。

然而激光钎焊金刚石工具时，一般是预置金刚石在钎料中，激光扫描钎料和金刚石混合层，这会导致金刚石的石墨化甚至燃烧，严重影响钎焊层与金刚石之间的结合强度。并且，预置金刚石在钎料中，激光扫描钎料和金刚石混合层，难以实现对金刚石磨粒的有序排布。

在2009年8月5日公开的，公开号为“CN 101130213 A”，发明名称为“一种镍基钎料激光钎焊金刚石磨粒的制造方法”的发明专利公开了一种镍基钎料激光钎焊金刚石磨粒的制造方法，解决了钎焊金刚石工具中金刚石与钎料的结合力小的问题，但是该技术方案仍旧存在以下问题：钎焊时金刚石表面钎料吸收激光，从而使得钎焊后金刚石存在不同形式的烧损氧化和石墨化；另外，金刚石磨粒没有实现有序排布。

在2015年7月29日公开号为“CN 102974910 B”，发明名称为“金刚石砂轮感应钎焊装置及钎焊方法”的发明专利公开了一种金刚石砂轮感应钎焊装置及钎焊方法，解决了金刚石工具钎焊工艺存在的砂轮基体热变形量大和钎焊周期问题，但是该技术方案仍旧存在以下问题：异型面磨料工具感应线圈的设计制作较复杂，金刚石磨粒没有实现有序排布等问题。

发明内容

本发明提供一种激光钎焊单层金刚石工具的方法，其能在激光钎焊金刚石工具过程中避免金刚石热损伤和石墨化，提高钎料与金刚石磨粒界面结合强度。

本发明的技术方案是一种激光钎焊单层金刚石工具的方法，包括如下步骤。

步骤1，提供金刚石工具基体。

步骤2，在所述金刚石工具基体的表面涂覆钎料，制得金刚石工具毛坯。

步骤3，提供喷射系统，喷射系统包括料斗和与料斗相连的喷枪。