[发明专利]高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法

摘要

本发明提供一种高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，包括以下步骤首先制作砂轮基体和钎料，然后布置钎料和金刚石磨粒，最后超声波辅助高频感应加热钎焊制作钎焊单层金刚石砂轮。采用Cu、Sn、Cr、Ni单质金属粉混合制成以Cr为活性元素的Cu基钎料，钎料成分比例容易调控，金刚石磨粒焊后表面形成了一薄层碳化物，实现了金刚石与钢基体的化学冶金结合。本发明用于生产砂轮，具有金刚石磨粒的热损伤小、钎料制作成本低的优点。采用超声波辅助可以实现单质金属粉在钎焊过程中的均匀合金化，降低钎料的熔点。

主权项

高频感应加热超声振动辅助单层金刚石钎焊砂轮制备方法，单层金刚石砂轮由金刚石磨粒与砂轮基体在保护气氛下高频感应加热钎料实现钎焊而成，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、选择砂轮基体材料并采用机械加工的方法制备砂轮基体，对砂轮基体除油除锈；步骤二、钎料制作：将Cu、Sn、Ni、Cr单质金属粉末按重量百分比为：Cu：60~80%；Sn：5~15%；Cr：1~10%；Ni：5~15%混均制成钎料，其中Cu、Sn、Ni、Cr单质金属粉纯度不小于99.9%；步骤三、钎料浆液制作：将钎料与压敏胶以1:2.3~2.8重量比例混合均匀制成钎料浆液；步骤四、金刚石磨粒的粒度为120~450微米，用刷子将钎料浆液均匀涂覆固定在砂轮基体表面，钎料浆液厚度为金刚石磨粒平均粒径的95‑125％；步骤五、以砂轮基体为底层、中层为钎料浆液、最上层为金刚石磨粒的顺序制作工具成型毛坯；步骤六、超声波辅助钎焊：采用高频感应加热的方式加热至钎料熔化，钎焊温度为980~1040℃，保持5~60秒；熔化的同时采用超声波进行辅助钎焊，冷却后金刚石磨粒钎焊固定于砂轮基体表面即为单层金刚石砂轮的成品；即在砂轮基体上安置超声波换能器；在高频感应线圈对金刚石砂轮基体的工作表面加热至钎料开始融化时，超声波换能器启动，砂轮基体随超声换能器一起振动，进行超声振动辅助高频感应加热钎焊，对单层金刚石工具进行超声振动辅助钎焊0.1~50s，完成超声波辅助；其中超声波换能器的输出功率为0.2~2kW，超声波换能器工作频率为20~100kHz，超声波换能器输出振幅为1‑30μm；设置保护气罩对加热的砂轮、金刚石、钎料进行保护；保护气罩与惰性气体源连接，惰性气体采用Ar或N2。