[发明专利]表面改质的刀轮及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种表面改质的刀轮及其制作方法，尤指一种将基材表面改质，以增加刀轮基材与切割单元的结合强度，并增加切割效率的刀轮及其制作方法。

背景技术

刀轮的切割方式是使用硬度较高的材质作切割，因此应用范围广泛，可用于玻璃切割、芯片切割、电路板切割、医疗切割器具、化学机械研磨(CMP)修整碟、家庭日用刀具、特殊电极、金属复合散热片及砂轮修刀等用途。

美国公告专利第5,855,974号揭露一种刀轮结构，其是利用化学溶液，如KOH、K₃Fe(CN)₆分别移除碳化钨表面的钴与粗化碳化钨表面，并仅于刀轮的刀刃部镀覆一CVD钻石层。美国公开专利第2007056171号中揭露有一凸出结构的基材与CVD钻石层夹附以形成刀轮结构。另，日本专利第JP60201803号揭露了一种以两侧基材包覆烧结钻石颗粒的刀轮结构。

根据上述，已知以基材与CVD钻石层或烧结钻石颗粒作为刀轮的结构，然而，不论是CVD钻石层或是烧结钻石层与基材相结合时，往往因彼此间结合强度或附着力不足，因此造成基材与CVD钻石层或是烧结钻石层容易剥离而无法有效地提升刀轮使用寿命且无法有效地提升切割效率，也容易造成玻璃的破碎，因此刀轮使用寿命及其效率仍有待改善。

据此，目前亟需一种能提升刀轮使用寿命与切割效率及品质，并降低制作成本且易于操作的刀轮及其制作方法。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是在提供一种表面改质的刀轮结构，是在刀轮基材表面上进行表面改质，以于基材表面上形成有一粗糙部，其可避免切割层与刀轮基材剥离。

本发明的另一目的是在提供一种表面改质的刀轮结构，其是由减少高温焊接工艺降低切割层劣化机率，进而有效提升切割层于基材上的附着性。

为达上述或其它目的，本发明提供一种表面改质的刀轮，包括一刀轮本体、一切割单元及一焊接层。刀轮本体由第一基材及第二基材所构成，第一基材及第二基材分别具有一内表面及一外表面，且第一基材的内表面形成有一改质表面。切割单元是形成于改质表面上，而焊接层是形成于切割单元与第二基材之间。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中包括等离子体或酸液腐蚀改质第一基材的内表面，以形成有粗糙部，且该粗糙部是为多个凸起部。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中第一基材及第二基材内表面的外径是大于第一基材及第二基材外表面的外径。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中刀轮本体具有多个第一轴孔，另于切割单元具有一第二轴孔，且第二轴孔及所述第一轴孔是贯穿设于刀轮本体及切割单元。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，所述基材至少一者的材质包括金属、金属碳化物、金属合金、金属氮化物或金属氧化物，其中较佳是使用碳、氮、氧、铝、硼、硅、钨、前述金属合金或其化合物，且所述基材的厚度为0.1mm至10mm。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中多个第一轴孔与第二轴孔分别具有多个连续设置的凹凸部，而多个第一轴孔与该第二轴孔是位于该刀轮本体与该切割单元的中心或偏心。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中切割单元包括一化学气相沉积钻石层，且切割层的厚度为5μm至1mm。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中切割单元具有一刀缘，且该刀缘呈平滑圆弧状或不规则锯齿状。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中所述基材的一中心还包括有一凸缘结构，该凸缘结构是凸设于基材的表面且于中央处设置有一轴孔。

依照本发明较佳实施例所述的刀轮，其中焊接层包括银铜锡钛粉末或镍铬合金粉末。

本发明另提出一种前述表面改质的刀轮的制作方法，其包括下列步骤：提供一刀轮本体，是由一第一基材及一第二基材所构成，第一基材及一第二基材分别具有一内表面及一外表面；于第一基材的内表面进行表面改质，以于第一基材的内表面形成有一粗糙部；形成一切割单元于粗糙部上；形成一焊接层于第二基材的内表面上，以及由该焊接层对位接合第一基材与第二基材。

依照本发明较佳实施例所述刀轮的制作方法，其中包括由等离子体或酸液腐蚀改质第一基材的内表面。当第一基材的内表面是经等离子体改质进行表面改质时，其是在氧气或氢气的环境下进行。

依照本发明较佳实施例所述刀轮的制作方法，包括形成一刀缘于切割单元的边缘，且刀缘呈平滑圆弧状或不规则锯齿状；其中形成刀缘的方法包括机械研磨法或放电切割法。