[发明专利]多层金刚石钎焊体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种广泛用于石材、陶瓷、玻璃和混凝土切割技术的多层金刚石钎焊体及其制造方法。 

背景技术

单层金刚石钎焊技术，这是一种在真空条件下，采用钎焊粉把一层的金刚石直接焊接在金属基体表面上。由于金刚石跟基体的连接为冶金结合，所以决不脱落。金刚石呈山峰状，出刃约为金刚石颗粒的1/3到2/3。而且由于在金刚石周围有很多的空隙，便于排屑，这就造成了金刚石钎焊工具特别锋利，而且可以干用，钎焊产品用来取代相应的金刚石电镀工具，其寿命可以提高5倍以上。金刚石钎焊工具，属于切割磨光工具，广泛使用于对石材、陶瓷、玻璃、混凝土切割和表面进行磨削处理。但单层金刚石钎焊技术也有其不足之处，这是由于只有一层金刚石，工作层较薄，寿命不如烧结产品。 

金刚石工具烧结技术，是把金刚石和金属粉混合后，装入模具，放入烧结机内，在一定的温度和压力的共同作用下烧结而成的技术，并广泛使用于金刚石锯片、磨轮等金刚石工具的制造中。但由于金刚石跟胎体的连接为机械结合，而不是冶金结合，金刚石出刃高了之后容易脱落，造成浪费和不够锋利。又由于烧结的胎体不致密、留有空隙，切削时胎体跟工件接触或摩擦时所产生的热量向周围的散热不好，必须使用大量的水进行冷却，一旦冷却不好，可致使参与切削的金刚石附近区域迅速升温、胎体变软、金刚石脱落，导致整个金刚石工作层很快就因为过热而损毁，影响金刚石工具的使用寿命。另外，金刚石烧结产品在制造过程中容易受到许多不利因素的影响，如料粉的氧化、烧结机温度、压力的控制精度和环境的气候湿度等，不能获得质量稳定的金刚石烧结工具，这也是长期以来困扰厂家和用户的重大问题。 

多层金刚石钎焊工具兼具有单层钎焊工具的锋利度和烧结工具的耐磨性能，为现代金刚石工具产品的发展方向。但是，现有的多层金刚石钎焊体的制造方法普遍存在步骤繁琐、工业操作复杂的问题。 

发明内容

本发明目的在于提供一种多层金刚石钎焊体的制造方法，以解决现有技术中存在的上述问题。该制造方法采用注浆成型法或模压成型法制得多层金刚石节块毛坯，而后在耐温非金属粉末或颗粒的覆盖下，并在真空、惰性气体或还原气体的保护下，将多层金刚石节块毛坯单独钎焊成型或直接钎焊在金属基体上，具有制造成本低、工艺简单可靠、可重复性强的特点。 

本发明提供的技术方案如下： 

多层金刚石钎焊体的制造方法，包括以下步骤： 

1)混料：将重量比为100∶1～30的钎焊粉和金刚石磨粒装入一个密闭的容器中，采用混料机进行均匀混合，获得料粉； 

2)将上述料粉采用成型法制得规则或不规则排列有至少两层金刚石磨粒的节块毛坯；

3)取一个陶瓷或石墨托盘，将上述节块毛坯放置在托盘上，而后将托盘连同节块毛坯一起装入钎焊模具，并向钎焊模具内充入非金属耐温材料的粉末或颗粒，用于对节块毛坯进行分割、固定和施加一定的压力；将上述钎焊模具放入真空钎焊炉中，在真空、或在惰性气体或还原气体的保护下完成整个钎焊过程；随炉冷却后取出钎焊模具，倒出填充在托盘上的非金属耐温材料的粉末或颗粒，得到规则或不规则排列有至少两层金刚石磨粒的钎焊节块； 

4)将得到的钎焊节块焊接在金属基体上或分散埋入于树脂或橡胶层中，得到多层金刚石钎焊体半成品； 

5)将步骤4中得到的多层金刚石钎焊体半成品在磨床上进行开刃、修饰，得到多层金刚石钎焊体产品。 

在上述制造方法中，通过选取的不同金刚石和钎焊粉的配比，不同金刚石品级和粒度以及组合，不同硬度的钎焊粉，不同形状的节块和各种形状的基体，可以制作各种切、磨、钻、铣工具，如锯片节块、锯片、串珠、碗磨、磨轮、磨块、磨片、磨头、钻头、切削铣刀、雕刻铣刀等等，以适应用户的不同需要。金刚石节块的形状可以为任何形状，其形状可根据不同的需要来决定，一般为圆形柱、梯形柱、椭圆形柱、三角形柱或正多边形柱等。 所使用的金属基体可以采用普通钢板、紫铜或不锈钢材料制成，或采用连续的薄板，也可以是带有网孔的薄板或筛网。金属基体的形状则根据需要制成的制品形状来确定，可以是回转体，也可以是平面等其他形状。 

本发明中优选使用硬度较低、熔点较低的钎焊粉，使用硬度较低的钎焊粉有助于降低制成的节块胎体的硬度，使金刚石容易出刃，提高工具的自适应性；同时，由于工具采用软胎体配方，使其可以广泛适应各种硬度的被加工材料，提高产品的通用性能，并且容易开刃和修饰；而使用熔点较低的钎焊粉则可以降低高温过程对金刚石的损伤。