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以碳化钨为基体的金刚石磨头及其钎焊方法

以碳化钨为基体的金刚石磨头及其钎焊方法

IPC分类号 : B24D18/00,B24D3/00,B23K1/008,B23K1/20

申请号
CN201810179125.3
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2018-03-05
  • 公开号: 108544385B
  • 公开日: 2018-09-18
  • 主分类号: B24D18/00
  • 专利权人: 华侨大学

专利摘要

本发明公开了以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺。金刚石磨头以碳化钨为基体,碳化钨(WC)硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体,化学性质稳定,能利用WC的高硬度特性来保证磨头基体的强度及刚性。钎焊方法中,在棒料涂上水性粘结剂,再铺上钎料;将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空,接着在680℃‑740℃温度下加热15‑20分钟,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,该棒料上形成焊好的钎料区;在焊好的钎料区铺上金刚石粉;将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空,接着在680℃‑740℃温度下加热15‑20分钟实现钎焊,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,钎焊性能稳定,成品率高。

权利要求

1.以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,其特征在于:包括:

步骤1,采用丙酮超声清洗碳化钨棒料;

步骤2,在棒料涂上水性粘结剂,再铺上钎料;

步骤3,将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,该棒料上形成焊好的钎料区;

步骤4,在焊好的钎料区铺上金刚石粉;

步骤5,将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,其特征在于:

该步骤3中,该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟;

该步骤5中该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟。

3.根据权利要求1所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,其特征在于:该碳化钨棒料的直径为0.5-1.5mm。

4.根据权利要求1所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,其特征在于:该步骤4中磨头工作层直径在1.5-2.5mm。

5.根据权利要求1所述的以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,其特征在于:该步骤4中金刚石粉规格为30-50μm。

说明书

技术领域

本发明涉及超硬磨料工具的制造技术领域,特别涉及一种以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺。

背景技术

金刚石磨头被广泛地应用于硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、半导体材料以及石材等硬脆材料的加工。金刚石磨头具有硬度高、强度大以及优异的耐磨性能等力学特性,磨削效率高、磨削压力小,磨削温度低,可避免工件表面的烧伤和开裂;磨削质量好,加工精度高,消耗少、寿命低,降低加工成本;能解决其他类型磨头无法解决的难加工材料的问题。目前使用的金刚石磨具一般采用钢基体,钢基体和金刚石直接采用电铸、电铸或钎焊进行制备。其一,采用钢基体,基体的强度及刚性都有进一步提升的可能性。其二,电铸,电镀金刚石磨具的特点微粉金刚石分布均匀性可控,但机械把持,寿命低;烧结,烧结金刚石磨具的特点是强度好,耐磨性好,但是细粒度易团聚;钎焊,钎焊工艺制备金刚石磨具把持力很好,且出刃高。

发明内容

本发明提供了以WC为基体的金刚石磨头及其钎焊工艺,其克服了背景技术中金刚石磨头所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是:

以碳化钨为基体的金刚石磨头,其特征在于,它包括碳化钨棒料和金刚石粉,该金刚石粉通过钎料钎焊在碳化钨棒料上。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是:

以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,包括:

步骤1,采用丙酮超声清洗碳化钨棒料;

步骤2,在棒料涂上水性粘结剂,再铺上钎料;

步骤3,将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,该棒料上形成焊好的钎料区;

步骤4,在焊好的钎料区铺上金刚石粉;

步骤5,将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温。

该步骤3中,该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟;

该步骤5中该石英管被抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着该石英管被移至管式炉内并在680℃-740℃温度下加热15-20分钟。

该碳化钨棒料的直径为0.5-1.5mm。

该步骤4中磨头工作层直径在1.5-2.5mm。

该步骤4中金刚石粉规格为30-50μm。

本技术方案与背景技术相比,它具有如下优点:

金刚石磨头以碳化钨为基体,碳化钨(WC)硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体,化学性质稳定,能利用WC的高硬度特性来保证磨头基体的强度及刚性。

钎焊方法中,在棒料涂上水性粘结剂,再铺上钎料;将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,该棒料上形成焊好的钎料区;在焊好的钎料区铺上金刚石粉;将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空,接着在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,分两步进行钎焊,两步钎焊都在真空状态下,在680℃-740℃温度下加热15-20分钟,钎焊性能稳定,成品率高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是采用本具体实施方式钎焊的金刚石磨头的三维形貌图。

具体实施方式

以碳化钨为基体的金刚石磨头,其特征在于,它包括碳化钨棒料和金刚石粉,该金刚石粉通过钎料钎焊在碳化钨棒料上。

以碳化钨为基体的金刚石磨头钎焊方法,包括:

步骤1,采用丙酮超声清洗碳化钨棒料,该碳化钨(WC)棒料的直径为1mm;

步骤2,在棒料涂上水性粘结剂,再铺上钎料;

步骤3,将铺好钎料的棒料置于石英管内并抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着将石英管移至管式炉内在680℃-740℃温度下加热15-20分钟,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,该棒料上形成焊好的钎料区;

步骤4,在焊好的钎料区铺上金刚石粉,金刚石粉规格为40μm,磨头工作层直径在2mm,即,金刚石粉铺设厚度为2mm。

步骤5,将铺好金刚石粉的棒料再置于石英管内并抽真空至真空度5×10-4Pa以下,接着将石英管移至管式炉内在680℃-740℃温度下加热15-20分钟实现钎焊,在保持抽真空状态下,从石英管移出棒料并空冷至室温,以制备金刚石磨头,该金刚石磨头的三维形貌图如图1。

本具体实施方式之中,采用直径为1mm的WC棒料作为基体,实现磨头工具的微型化;采用40μm的金刚石粉来钎焊磨头,保证磨头微型化的同时实现大幅度降低加工表面的粗糙度;控制微粉金刚石磨头工作层直径为2mm,实现加工的高精密性。

以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

以碳化钨为基体的金刚石磨头及其钎焊方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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