[发明专利]一种钎焊超硬磨料线锯及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种钎焊超硬磨料线锯及其制备方法，所述钎焊超硬磨料线锯由超硬磨料通过合金焊料钎焊固定于基体表面；所述基体由不同纤维丝间隔交织编制而成，所述纤维丝包括金属纤维丝和高强度惰性纤维丝，且所述金属纤维丝裸露于基体表面的部分分布均匀。所述钎焊超硬磨料线锯的制备工艺大大提高了线锯基体的抗拉强度与柔韧性，并在此基础上减少线锯的伸长，从而降低焊料合金层的断裂剥离，使其在切割非金属与金属材料时达到切割效率高、寿命长的目的。所述钎焊超硬磨料线锯的磨料出露高，磨料把持强度高，切割效率高，寿命长的优势充分发挥。

技术领域

本发明属于超硬磨料工具制备领域，具体涉及一种钎焊超硬磨料线锯及其制备工艺。

背景技术

超硬磨料以人造金刚石、立方氮化硼、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼为代表，广泛应用于工业生产加工中，包括磨削、钻削、切割等作业。例如在贵重非金属加工领域，如单晶硅与多晶硅的下料、切片等工序中，会用到超硬磨料制备的工具进行切割操作。所用的工具多为线锯，表面固结以金刚石为代表的超硬磨料。由于线锯直径可以做到低于0.2mm，十分有利于精密与超精密切割加工上述材料，

目前的超硬磨料固结技术多采用电镀方式或树脂结合剂结合方式，上述两种方式均为机械包埋超硬磨料，磨料把持力低，磨粒易脱落，极易影响切割表面质量，并影响切割效率与寿命。

因此钎焊超硬磨料技术成为制备超硬磨料线锯的理想选择，钎焊超硬磨料工具具有磨料出露高、把持强度高、磨削锋利等特点，使得线锯切割效率高，使用寿命长。但目前应用于精密与超精密切割加工中的的钎焊超硬磨料线锯存在着严重的问题：

(1)超硬磨料是焊在线锯基体表面，在焊接过程中，线锯基体亦被加热。焊料合金钎焊的温度一般在620度～1050度之间，而且钎焊温度越高，合金焊料焊接的强度越高，线锯基体一般为钢基体，在600度以上被加热时，存在晶粒粗大现象，并且抗拉强度降低、硬度下降。在使用过程中，焊后的线锯极易被拉长，影响加工操作。

(2)线锯基体焊接超硬磨料后，合金焊料会在基体表面形成合金层，合金层往往具有脆性，导致线锯的韧性变差，并且长期运行时合金层容易出现裂纹，又由于超硬磨料线锯基体被拉长，导致合金焊料层易剥离，剥离后超硬磨料亦无法工作。

(3)钎焊超硬磨料线锯制备后，线锯的柔韧性受到合金焊料层以及超硬磨料的影响明显降低，由于线锯所需长度较长，需要滚轮传动，焊后的线锯弯曲性能下降，不利于精密切割作业。

基于上述问题，目前研究人员为应对上述钎焊超硬磨料线锯中存在的不足，采用了下述方式：如通过优化线锯钢基体的材料，选用高强度的耐高温钢丝做为基体，提高线锯钎焊后的抗拉强度。其二是对焊后的线锯进行热处理，提高焊后强度，第三种方式是降低焊料合金熔点，并改善磨料分布地貌等。上述方式理论上能部分改善效果，但不能完全解决钎焊超硬磨料线锯抗拉强度低，柔韧性不足，焊接合金表面脆性大的问题。

发明内容

为克服现有钎焊超硬磨料线锯的不足，解决线锯焊后抗拉强度低、韧性差、焊料合金层易断裂剥离的缺陷，使钎焊超硬磨料线锯的磨料出露高，磨料把持强度高，切割效率高，寿命长的优势充分发挥；本发明提供一种钎焊超硬磨料线锯及其制备工艺，所述超硬磨料线锯可应用于以单晶硅、多晶硅为代表的非金属材料的精密切割与超精密切割加工中，并且可以扩展应用于以铜、铝等为代表的有色金属以及黑色金属的精密与超精密切割加工中。所述钎焊超硬磨料线锯的制备工艺大大提高了线锯基体的抗拉强度与柔韧性，并在此基础上减少线锯的伸长，从而降低焊料合金层的断裂剥离，使其在切割非金属与金属材料时达到切割效率高、寿命长的目的。

本发明所述的钎焊超硬磨料线锯，由超硬磨料通过合金焊料钎焊固定于基体表面；所述基体由不同纤维丝间隔交织编制而成，所述纤维丝包括金属纤维丝和高强度惰性纤维丝，且所述金属纤维丝裸露于基体表面的部分分布均匀。

由于金属丝表面固结有超硬磨料，因此，金属丝在线锯基体表面必须分布均匀。