[发明专利]一种多层钎焊金刚石工具及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多层钎焊金刚石工具，包括基体和复合在基体表面的多层金刚石复合层；所述多层金刚石复合层中包含金刚石颗粒、骨架颗粒和合金钎料；所述金刚石颗粒在所述多层金刚石复合层中无序分布。本发明提供了一种多层钎焊金刚石工具，该工具的金刚石复合层中具有多层金刚石颗粒，可以延长使用寿命；进一步的，金刚石复合层中包含大量气孔，不仅可以储藏冷却液，容屑排屑，防止烧伤，而且还有利于金刚石的出刃，使金刚石工具持续锋利；而且合金钎料与金刚石的结合牢固，且钎料自身已完全合金化，均匀性好，性能一致性高。此外，本发明的制作工艺简单，不受金刚石工具尺寸及形状的限制。

技术领域

本发明属于超硬材料工具制造和硬脆材料加工技术领域，尤其涉及一种多层钎焊金刚石工具及其制备方法。

背景技术

金刚石工具是指用金刚石的颗粒或粉末作为主要元素的一类工具产品，这类工具类型包括：切、磨、钻、铣以及抛光等等，广义上来说，金刚石研磨膏、滚压锯片、冷镶金刚石拉丝模、冷镶金刚石刀具、钎焊金刚石复合片刀具等，也都属于金刚石工具。

金刚石工具按结合剂划分有：树脂、金属和陶瓷结合剂金刚石工具三大类，金属结合剂工艺又可分为烧结、电镀和钎焊等几类；按用途结构划分有磨具--砂轮、滚轮、滚筒、磨边轮、磨盘、碗磨以及软磨片等，锯切工具--圆锯片、排锯、绳锯、筒锯、带锯、链锯和丝锯等，钻探工具--地质冶金钻头、油(气)井钻头、工程薄壁钻头、石材钻头和玻璃钻头等，以及其它工具，如修整工具、刀具或拉丝模等。

由于金刚石是目前已知的世界上最硬的物质，属于超硬材料，故制成的工具特别适合加工硬脆材料尤其非金属材料，如石材、墙地砖、玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料、磁性材料、半导体、宝石等；也可以用于加工有色金属、合金、木材，如铜、铝、硬质合金、铸铁、复合耐磨木板等。目前金刚石工具已广泛应用以建筑、建材、石油、地质、冶金、机械、电子、陶瓷、木材、汽车等工业，具有广阔的发展前景。

特别是陶瓷、玻璃、蓝宝石等硬脆材料的加工，一般使用金刚石工具，其中金属结合剂金刚石工具的使用最为广泛，其制作方法主要有粉末冶金烧结法，电镀法和钎焊法。粉末冶金烧结法制成的金刚石工具具有多层金刚石结构，寿命较长，但金属粉之间并没有完全形成合金，结合强度较低，并且基本无气孔，容易堵塞烧伤工件，对于一些复杂形状的工具，成型困难，后加工难度大；电镀法制作工艺简单，不易受工具尺寸和形状的影响，但工作层只有单层金刚石，且镀层与金刚石属于包镶结合，结合强度低，寿命较短。

而钎焊法制作的金刚石工具中，钎料自身已经完全合金化，强度较高，里面的活性元素与金刚石形成化学键结构，结合强度高，因而得到了业内的广泛重视。但现有钎焊法制造的金刚石工具也只有单层金刚石，寿命比电镀金刚石工具高，比烧结金刚石工具低，而且使用的金刚石粒度也比较大，仅应用在各种粗加工或精度要求不高的领域。

因而，如何得到一种具有更好的性能的钎焊金刚石工具，提高其性能和加工精度，已成为业内诸多应用厂商和生产厂商亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种多层钎焊金刚石工具，本发明提供的多层钎焊金刚石工具，包含多层金刚石，具有磨削锋利，使用寿命长，制作工艺简单等优点，而且不受尺寸和形状的限制。

本发明提供了一种多层钎焊金刚石工具，包括基体和复合在基体表面的多层金刚石复合层；

所述多层金刚石复合层中包含金刚石颗粒、骨架颗粒和合金钎料；

所述金刚石颗粒在所述多层金刚石复合层中无序分布。

优选的，所述多层金刚石复合层中还包含气孔；

所述气孔的孔径为35～80μm；

所述气孔的孔隙率为10vol％～25vol％。

优选的，所述金刚石颗粒的粒径为40～2000目；