[发明专利]一种利用二次熔覆工艺制备结构化砂轮的加工方法

权利要求书

1.一种利用二次熔覆工艺制备结构化砂轮的加工方法，其特征在于：在砂轮基体表面通过两次熔覆工艺依次形成金属结合层和结构化磨削工作层，

第一和第二次熔覆工艺均采用同轴送粉激光近净成形工艺，通过将金属结合剂粉末与磨料粉末按先后顺序依次进行送粉来完成，其中，所述磨料粉末为超硬磨粒与金属结合剂按质量比1:2～1:4组成的混合粉末，

第一次熔覆工艺与第二次熔覆工艺的扫描路径相同，第二次熔覆工艺较第一次熔覆工艺的激光加工功率小50～100W。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述第一次熔覆工艺所述激光加工参数为：激光功率：250～450W，激光扫描速度：4～10mm/s，送粉速度：4～10g/min，激光正离焦量：0～20mm，激光束光斑直径为1～6mm；

所述第二次熔覆工艺所述激光加工参数为：激光功率：200～400W，激光扫描速度：4～10mm/s，送粉速度：3～8g/min，激光正离焦量：0～20mm，激光束光斑直径为1～6mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述超硬磨粒与金属结合剂混合粉末的目数为100～300目。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述超硬磨粒为金刚石或CBN中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属结合剂粉末为雾化球形粉末，目数为100～300目；所述金属结合剂为Cu-Sn-Ti金属结合剂，Ag-Cu-Ti金属结合剂，Cu-Ti金属结合剂，Ni-Cr金属结合剂中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述砂轮基体的材料为45号钢或工具钢。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述扫描路径为下列路径中的一种：

直线形，相邻两条扫描轨迹相间2～4mm；

斜线形，相邻两条扫描轨迹相间2～4mm；

圆环断续形，相邻两条扫描轨迹相间2～4mm；

叶序形，相邻两条扫描轨迹相间2～4mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1、将超硬磨粒和金属结合剂粉末按比例于混料瓶中球磨混合均匀，得混合粉末；将混合粉末和金属结合剂粉末分别置于干燥箱中干燥，80～100℃下干燥5～7小时；

S2、将砂轮基体依次利用丙酮溶液、酒精清洁，得到光洁的待加工的砂轮基体，并安装在激光近净成形系统的工作区；

S3、将步骤S1干燥后所得的金属结合剂粉末倒入激光近净成形系统的送粉器内；按照激光工艺参数及所需扫描路径在步骤S2选定的砂轮金属基体上进行基体与金属结合剂结合的激光近净成形加工，完成砂轮半成品；

S4、完成步骤S3后，清空送粉器中剩余的金属结合剂粉末，再将超硬磨粒与金属结合剂的混合粉末倒入激光近净成形系统的送粉器内；

S5、按照激光工艺参数及与步骤S3相同的扫描路径在步骤S3得到的砂轮半成品上进行超硬磨粒与金属结合剂的激光近净成形加工，进而完成超硬磨粒结构化砂轮制备。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤S1中，在球磨机中，以刚玉球作为球磨介质，所述刚玉球与超硬磨粒与金属结合剂混合粉末的质量比为6:1，刚玉球的直径为1～5mm，所述球磨的时间为2～4小时。