[发明专利]一种轻量化基板金刚石磨轮及其制备方法

权利要求书

1.一种轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：该轻量化基板金刚石磨轮包括金刚石刀头、钢磨盘基体和钛合金基体，其中：所述钢磨盘基体为环状平面，多个金刚石刀头均布于环状钢磨盘基体的一个表面上，环状钢磨盘基体的另一个表面固定在所述钛合金基体上。

2.根据权利要求1所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：所述金刚石刀头的数量为8-14个；金刚石刀头焊接于钢磨盘基体上；在钢磨盘基体上每相邻1-3个金刚石刀头之间设置圆孔，用于通过沉孔螺丝将钢磨盘基体固定在所述钛合金基体上。

3.根据权利要求2所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：所述钛合金基体为圆形板状结构，中心位置开设有安装孔；所述钢磨盘基体的外径略大于所述钛合金基体的直径。

4.根据权利要求2所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：所述金刚石刀头为U型结构，金刚石刀头的两个自由端设置于钢磨盘基体的外边缘上，U型端与钢磨盘基体的最内侧距离为0-10mm。

5.根据权利要求1所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：所述钢磨盘基体的外径为210-250mm，钢磨盘基体厚度2-4mm，钢磨盘基体的材质为45#钢；钛合金基体厚度4-7mm，钛合金基体的材质为TC4(Ti-6Al-4V)；金刚石刀头厚度8-12mm。

6.根据权利要求1所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：所述金刚石刀头的制备原料是由铜、铁、镍、铜锡钛合金、锡、铬、液体石蜡和金刚石组成，其中金刚石粒度30/40、40/45或45/50，金刚石抗压强度25kg；铜锡钛合金化学表达式为(at.％)：(Cu₉₀Sn₁₀)₈₅Ti₁₅；按重量份数计，金刚石刀头的制备原料组成如下：

铜20-35份，铁30-40份，镍3-15份，铜锡钛合金5-16份，锡2-10份，铬3-10份，液体石蜡0.4-1.4份，金刚石1.1-2.5份。

7.根据权利要求6所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：按重量份数计，金刚石刀头的制备原料组成如下：

铜23-34份，铁31-38份，镍4-13份，铜锡钛合金7-15份，锡3-8份，铬4-8份，液体石蜡0.5-1.2份，金刚石1.3-2.2份。

8.根据权利要求6所述的轻量化基板金刚石磨轮，其特征在于：按重量份数计，金刚石刀头的制备原料组成如下：

铜32份，铁36份，镍8份，铜锡钛合金14份，锡5份，铬5份，液体石蜡0.7份，金刚石1.7份。

9.根据权利要求1-8任一所述的轻量化基板金刚石磨轮的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：

(1)基体加工：

根据图纸要求，车加工，切割所需结构和尺寸的钛合金基体和钢磨盘基体；

(2)金刚石刀头烧结成型：

按金刚石刀头原料组成选取并称量铜、铁、镍、锡、铜锡钛合金、铬、液体石蜡和金刚石原料，将各原料按比例混匀后通过冷压成型和热压烧结后，砂轮砂带打磨制得金刚石刀头；

(3)真空钎焊：

将金刚石刀头与钢磨盘基体通过真空钎焊连接，过程为：将铜锡钛合金粉作为钎料，将钎料均匀铺设于刀头与钢磨盘基体之间，然后通过真空钎焊使刀头和钢磨盘基体焊接在一起；焊接温度860-890℃，保温时间5-10min，真空度小于1×10^-2Pa；保温结束后取出；

(4)通过沉头螺钉将钢磨盘基体固定在钛合金基体上。

10.根据权利要求9所述的轻量化基板金刚石磨轮的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，热压烧结温度为660～750℃，压力200～250kg/cm²，保温时间2～4分钟。