[发明专利]一种细粒度超硬磨料工具的电镀-钎焊复合制备方法

说明书

本发明公开了一种细粒度超硬磨料工具的电镀‑钎焊复合制备方法，包括清洗、预镀、上砂、补料和钎焊等步骤。本发明结合电镀和钎焊工序，实现对细粒度磨料磨粒的均匀排布、能制备结构复杂的工具、且易于大规模的自动化生产；又具备钎焊工艺对磨粒把持力大、磨粒出露度高、容屑空间大、切削效率高、使用寿命长等诸多优点，并大幅降低对细粒度磨料磨粒造成的热损伤；并且在电镀过程中减少化学药剂的使用，降低对环境的污染，也符合绿色生产。

技术领域

本发明属于超硬磨料工具制造技术领域，特别是涉及一种细粒度超硬磨料工具的电镀-钎焊复合制备方法。

背景技术

随着工业科学技术的不断发展，硬脆性材料在机械工业、化工行业、发动机、航空航天、信息技术、半导体等众多行业的应用越发广泛。硬脆性材料由于其独特的材料结构，使其具备优良的耐磨损、耐热、耐腐蚀、高硬度等综合性能，但同时导致其可加工性差、加工效率低、成品质量难以保证等诸多加工难题。超硬磨料工具(如金刚石工具)被认为是加工硬脆材料较佳的工具选择。

目前在实际生产过程中所用到的细粒度超硬磨料工具主要由电镀工艺制备而成，电镀法工艺简单、精度高、磨料磨粒排布均匀、能制备结构复杂的工具、且能实现大规模的自动化生产；但其对磨粒的把持为机械包埋，把持力较低导致磨粒较早发生脱落，实际生产中工具的消耗量大。此外，普通电镀制备前对工具基体进行化学除锈、有机溶剂除油、酸侵蚀等工序，会引入化学试剂等，导致化学药品的排放较大，容易造成环境污染。

近些年，高温钎焊超硬磨料工具由于其对磨粒把持力大、磨粒出露度高、容屑空间大、切削效率高、使用寿命长等诸多优点，使其成为热点技术；但钎焊过程中高温对磨粒造成较大热损伤，使其技术的应用主要局限在大颗粒磨料磨粒工具的制备中，同时钎焊工具制备过程存在着磨粒难以自动上砂导致人工成本高、以及人工上砂后磨粒排布均匀性差等问题。

目前高温钎焊过程中使用的钎料合金主要为Ni-Cr基钎料合金，基于前期的研究表明：由于触媒元素Ni的存在，高温加热过程中磨粒发生石墨化并造成较大的热损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结合电镀工艺和钎焊工艺的优点，解决超硬磨料工具在电镀生产应用过程中出现的磨粒较早发生脱落和过多引入化学试剂的问题，并且解决超硬磨料工具在钎焊生产应用过程中出现的磨粒均匀性差和高温加热过程发生石墨化而热损伤的问题。

并大幅降低超硬磨料工具对细粒度磨料磨粒造成热损伤的一种细粒度超硬磨料工具的电镀-钎焊复合制备方法。

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：

一种细粒度超硬磨料工具的电镀-钎焊复合制备方法，包括如下步骤：

(1)清洗：先使用超声波清洗机在无水乙醇或者丙酮中清洗工具基体，去除工具基体表面上的油污和氧化物并晾干；

(2)预镀：在晾干的工具基体的工作区预镀上一层电镀基质金属，形成预镀合金层；

(3)上砂：将细粒度磨料镀在工具基体的预镀合金层上，使细粒度磨料埋入沿预镀合金层厚度方向1/5～1/4深的位置，保证触碰预镀合金层上的磨粒时不脱落即可，得到镀磨粒区；

(4)补料：在镀磨粒区补充活性钎料合金，得到工具毛坯，该活性钎料合金与步骤(2)电镀工序中的电镀基质金属为除去镍基合金外的同一金属基合金；

(5)钎焊：将制好的工具毛坯进行钎焊。