專利名稱：金剛石厚膜砂輪修整器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬機(jī)械加工工具的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用金剛石膜(CVD金剛石)制作的砂輪修整工具。
背景技術(shù)：
1、金剛石厚膜也稱CVD金剛石，屬于無機(jī)非金屬材料，是采用化學(xué)氣相沉積方法制備的全質(zhì)多晶金剛石，是制作超硬工具的理想材料。
2、砂輪修整工具目前的砂輪修整工具主要有砂輪刀(采用單個大顆粒天然金剛石或人造聚晶金剛石或CVD金剛石制作)、金屬筆(采用多個小顆粒天然金剛石在金屬桿內(nèi)連續(xù)排列制作)、修整器(采用多個小顆粒金剛石在金屬體內(nèi)多層排列制作而成)。目前的修整器是用多個小顆粒的天然金剛石制作，由于顆粒較小，在使用過程中，金剛石顆粒由于磨損而變得更小，當(dāng)受到砂輪的沖擊時，金剛石顆粒容易脫落，使得砂輪的修整精度受到明顯影響，進(jìn)而影響被加工工件的質(zhì)量。
3、與本實用新型相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)主要有以下兩個a.“多層金剛石修整筆”(CN00206447.2)，采用多個小顆粒的天然金剛石在金屬基體內(nèi)多層多排的排列結(jié)構(gòu)，而本專利是采用條狀的CVD金剛石制作。可單層條排列，亦可多層條排列。
b.“金剛石厚膜作磨頭的砂輪修整筆”(CN00234930.2)，該專利制品是采用單塊的CVD金剛石焊接在筆體的頂端制作而成。而本專利采用多條CVD金剛石經(jīng)過熱壓燒結(jié)的粉末冶金工藝制作。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計在使用過程中不脫粒，性能穩(wěn)定，壽命長的金剛石厚膜砂輪修整器，可替代天然金剛石砂輪刀或天然金剛石修整器，不僅適用于各種普通砂輪的修整要求，也可用于成型砂輪的精修。
金剛石厚膜砂輪修整器由修整器底座和焊接在底座上的復(fù)合體模塊構(gòu)成，所說的復(fù)合體模塊由合金燒結(jié)體和在合金燒結(jié)體內(nèi)排列的單層或多層CVD金剛石條組成，CVD金剛石條的頂端排列在同一平面上。
單層CVD金剛石條在1個平面排列的條數(shù)可以是2～10條；多層CVD金剛石條是指2～10層，每層中CVD金剛石條的條數(shù)都可以有2～10條。
復(fù)合體模塊內(nèi)有單層CVD金剛石條的，構(gòu)成單排層CVD金剛石砂輪修整器；復(fù)合體模塊內(nèi)有多層(2～10層)CVD金剛石條的，就構(gòu)成多排層CVD金剛石砂輪修整器。
本實用新型的制作工藝過程及各部件尺寸可以是a、CVD金剛石條的制作。把金剛石厚膜用激光器切割成條狀，金剛石膜的厚度可在0.3～1.5mm范圍，長度一般在2～10mm，寬度在0.5～3.0mm范圍。
b、多條金剛石板的制作。把切好的條狀金剛石膜固定在金屬片上做成金剛石板，可采用502等有機(jī)膠粘接。金剛石板的制作是為了保證熱壓燒結(jié)后，CVD金剛石條排列在一個平面內(nèi)，其頂端排列在一條直線上。CVD金剛石條條與條之間的距離可任意，一般在0.2～2mm之間。參見圖2。
c、把鈦、鈷、鎳等金屬粉末混合后，和金剛石板排放在石墨模具內(nèi)。金剛石板兩面的金屬粉末厚度比較均勻，約2～5mm厚，通過熱壓燒結(jié)工藝，制作出合金燒結(jié)體加CVD金剛石條的復(fù)合體模塊。
d、采用高頻加熱或傳統(tǒng)的乙炔加氧氣的吹管焊接技術(shù)把復(fù)合體模塊焊接在修整器基體上，可以采用銅基焊料或銀基焊料，經(jīng)過表面裝飾修理后，完成了單排層CVD金剛石修整器的制作。
e、采用上述a～d的工藝，放入兩塊或多塊的多條金剛石板，板與板之間距離可任意，一般在0.5～3mm之間，即相鄰金屬片之間距離是0.5～3mm之間?？芍谱骱辖馃Y(jié)體加多層的CVD金剛石條的多排層復(fù)合體模塊，進(jìn)而制作多排層CVD金剛石砂輪修整器。
本實用新型的具有以下特點a.用條狀的CVD金剛石制作砂輪修整器，保證了修整器在使用過程中不脫粒，性能穩(wěn)定，使用壽命長，不需要翻修，使用方便。
b.多個CVD金剛石條同時對砂輪修整，克服了CVD金剛石的耐磨性能不如天然金剛石的缺陷，能夠保證大直徑砂輪的修整精度。
c.根據(jù)砂輪的特點和修整工藝的需要，條狀CVD金剛石的長、寬、高可以合理選擇，CVD金剛石條頂端在同一平面內(nèi)，整齊的排列。能夠保證切削砂輪時，每一條金剛石都同時起作用，以保證鋒利的刃口和對各種粒度、各種硬度砂輪的修整。
d.本修整器體內(nèi)的條狀CVD金剛石可以是單層，也可以是兩層或多層，不僅適用于各種普通砂輪的修整要求，也可用于成型砂輪的精修。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型制作中的粘接多條CVD金剛石條的金剛石板示意圖。
圖3是本實用新型的單排層金剛石條的復(fù)合體模塊示意圖。
圖4是本實用新型的多排層金剛石條的復(fù)合體模塊示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的結(jié)構(gòu)和制作方法。
實施例1 金剛石厚膜砂輪修整器的整體結(jié)構(gòu)金剛石厚膜砂輪修整器由修整器底座和焊接在底座上的復(fù)合體模塊兩大部分構(gòu)成，見圖1。圖1中，1為底座，2為復(fù)合體模塊。所說的復(fù)合體模塊2又是由合金燒結(jié)體3和在合金燒結(jié)體3內(nèi)的CVD金剛石條5組成，CVD金剛石條5的頂端排列在同一平面上。
在制作時CVD金剛石條5粘貼在金屬片4上，金屬片4和按金屬片4所在平面排列的CVD金剛石條5構(gòu)成金剛石板。金剛石板的結(jié)構(gòu)參見圖2。在圖2給出的一個多條金剛石板中，排列有10條CVD金剛石條5。金剛石條5的頂端是與金屬片4的頂邊對齊的。金剛石板的作用是在修整器模塊的燒結(jié)過程中保證每一塊金剛石板上的CVD金剛石條5排列在一個平面內(nèi)，其頂端排列在一條直線上。金屬片4可以是黃銅片，也可以是用鈦、鈷、鎳等金屬粉末預(yù)先燒結(jié)的合金片，也可以是不銹鋼、45#鋼等金屬片。其厚度在0.2～3mm之間。經(jīng)燒結(jié)后金屬片4可能不存在或不能完整的存在了。
復(fù)合體模塊2的結(jié)構(gòu)見圖3和圖4。每塊復(fù)合體模塊2內(nèi)可以有1片金屬片4，參見圖3；每塊復(fù)合體模塊2內(nèi)也可以有2～10片金屬片4，參見圖4，圖4中給出了3片金屬片4。每片金屬片4上可以排列2～10塊CVD金剛石條5，圖3給出的是5塊CVD金剛石條5，圖4給出的是6塊CVD金剛石條5。
CVD金剛石條5在1個平面排列時，條與條之間的距離在0.2～2mm之間；所說的多層排列時，相鄰兩層之間距離是0.5～3mm之間。
實施例2 給出一個具體的CVD金剛石修整器制作的實例(1)選取0.5mm厚的CVD金剛石，用激光器切割成1mm×5mm，把0.3mm厚黃銅金屬片4剪成11mm×20mm的尺寸。在黃銅金屬片4的寬度方向上，用502膠均勻地粘結(jié)5條CVD金剛石條5。條與條之間的距離為1mm，金剛石條5的頂端與黃銅金屬片4的頂端對齊，做成了多條金剛石板，在本實施例中CVD金剛石條5是5條。
(2)把多條金剛石板和鈦、鈷、鎳等金屬混合的粉末放入石墨模具中，并使多條金剛石板上面和下面的粉末量相當(dāng)，上下粉末厚度為4mm。然后把這樣的一個體系放入熱壓機(jī)中。
(3)施加壓力10公斤，并通電加熱至900℃，保溫保壓1分鐘，關(guān)機(jī)。取出試樣，得到合金燒結(jié)體3加單層CVD金剛石條5的復(fù)合體模塊2。
(4)除去復(fù)合體模塊2表面的氧化層，用“銀28銅”做焊料，用高頻加熱把復(fù)合體模塊2與修整器基底1焊接在一起。
(5)把修整器的外形加工成需要的工具尺寸，完成了單排層CVD金剛石修整器制作過程。
實施例3 三排層CVD金剛石修整器制作的實例在實施例2的(2)中，取三塊多條金剛石板置于石墨模具中，每塊板的上下放入混合金屬粉末，然后放入熱壓機(jī)中。其余步驟同例1，可得到三排層CVD金剛石修整器，其結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4。其余的多排層修整器及其制作，以此類似，只是置于混合金屬粉末中的多條金剛石板數(shù)目不同而已。
實施例4 修整器的應(yīng)用1作為本實用新型制品的應(yīng)用，單排層8條CVD金剛石修整器，用在直徑Φ600mm、厚度60mm的磨螺紋的粉剛玉砂輪上，其他工作參數(shù)和傳統(tǒng)的天然金剛石修整器相同，修整精度達(dá)到在0.01mm以內(nèi)，使用過程中不脫粒，性能穩(wěn)定。
實施例5 修整器的應(yīng)用2作為本實用新型制品的應(yīng)用，雙排層CVD金剛石修整器(每層5條CVD金剛石條5)，在直徑Φ700mm，厚度70mm的磨曲軸的粉剛玉砂輪上使用，修整精度在0.01mm以內(nèi)，使用過程中不脫粒，性能穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種金剛石厚膜砂輪修整器，由修整器底座(1)和焊接在底座(1)上的復(fù)合體模塊(2)構(gòu)成，其特征在于，所說的復(fù)合體模塊(2)由合金燒結(jié)體(3)和在合金燒結(jié)體內(nèi)排列的單層或多層CVD金剛石條(5)組成，CVD金剛石條(5)的頂端排列在同一平面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的金剛石厚膜砂輪修整器，其特征在于，所說的CVD金剛石條(5)的長度在2～10mm、寬度在0.5～3.0mm、厚度可在0.3～1.5mm之間。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的金剛石厚膜砂輪修整器，其特征在于，所說的單層CVD金剛石條(5)在1個平面排列的條數(shù)是2～10條；所說的多層CVD金剛石條(5)是2～10層，每層CVD金剛石條(5)的條數(shù)是2～10條。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的金剛石厚膜砂輪修整器，其特征在于，所說的CVD金剛石條(5)在1個平面排列時，條與條之間的距離在0.2～2mm之間；所說的多層排列時，相鄰兩層之間距離是0.5～3mm之間。
專利摘要本實用新型的金剛石厚膜砂輪修整器屬機(jī)械加工工具的技術(shù)領(lǐng)域。由修整器底座1和焊接在底座1上的復(fù)合體模塊2構(gòu)成，所說的復(fù)合體模塊2由合金燒結(jié)體3和在合金燒結(jié)體3內(nèi)的CVD金剛石條5組成，CVD金剛石條5的頂端排列在同一平面上。復(fù)合體模塊2可由鈦、鈷、鎳等金屬粉末混合后，和粘有金剛石條5的金剛石板排放在石墨模具內(nèi)，通過熱壓燒結(jié)工藝制作。本實用新型在使用中不脫粒，性能穩(wěn)定壽命長，不需要翻修；刃口鋒利可對各種粒度、各種硬度砂輪進(jìn)行修整；不僅適用于普通砂輪的修整要求，也可用于成型砂輪的精修。
文檔編號B24B53/04GK2887528SQ20062002810
公開日2007年4月11日 申請日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者張淑玲, 傅愛萍 申請人:長春八方金剛石科技有限公司