本發(fā)明涉及超硬磨料工具制造領(lǐng)域，特別是一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪及制備方法。

背景技術(shù)：

超硬磨料磨輪可用于對(duì)金屬與非金屬材料的磨削類加工，在金屬領(lǐng)域其應(yīng)用尤為廣泛。如對(duì)金屬材料表面磨削、成型磨削、型面修磨等。目前超硬磨料磨輪多應(yīng)用釬焊、電鍍等方式對(duì)超硬磨料固結(jié)，且多為單層磨料工具。

超硬磨料包括：天然金剛石、人造金剛石、立方氮化硼、聚晶立方氮化硼等磨料，其主要特點(diǎn)是硬度高，不易破碎，可對(duì)鋼、鐵、銅、鋁等金屬進(jìn)行高效、長(zhǎng)壽命的加工。

利用超硬磨料制備的磨輪可對(duì)平面、斜面、異型面等進(jìn)行加工，主要是利用仿型結(jié)構(gòu)，對(duì)所要加工的面進(jìn)行仿型，進(jìn)而加工出所需要的結(jié)構(gòu)形貌。例如在合金鋸片基體的刀頭焊接部分，必須磨削于銳利拐角的形狀，才能較好地將刀頭準(zhǔn)確放置，否則會(huì)造成刀頭位置偏差，影響后續(xù)的磨齒加工。此外，直角拐角銳利，利于焊片對(duì)正釬焊。而由于其為超硬磨料磨輪為單層超硬磨料，對(duì)于某些拐角結(jié)構(gòu)的加工則容易出現(xiàn)圓角部分，如圖1所示。且拐角部分磨料容易排布過(guò)密，導(dǎo)致合金焊料用量不足，導(dǎo)致拐角處焊接強(qiáng)度不高，更影響拐角磨削質(zhì)量，如圖2所示。

這是由于單層超硬磨料工具的特點(diǎn)決定的，由圖1可以看出，超硬磨料磨輪的結(jié)構(gòu)由基體決定，而當(dāng)邊緣為銳利拐角時(shí)，如圖3所示，磨粒不易附著，對(duì)磨料進(jìn)行包埋難度大，無(wú)論是電鍍的方式還是釬焊的方式，邊角處的把持力均較小，進(jìn)行磨削時(shí)容易出現(xiàn)磨粒脫落，影響加工性能。

而當(dāng)基體邊角為銳角直角時(shí)，由于磨料僅與基體近似于點(diǎn)接觸，合金焊料層對(duì)磨料的包埋嚴(yán)重不足，難以達(dá)到正常焊接要求。此外，由于磨料排布后，磨輪外形非嚴(yán)格意義上的銳利邊角，其仍然具有一定弧度，在加工時(shí)，仍然不易得到銳利拐角。

目前在應(yīng)用于銳角磨削的磨輪均為電鍍超硬磨料磨輪，由于電鍍磨輪表面磨料堆積密度可遠(yuǎn)高于釬焊工藝，拐角處可通過(guò)高堆積鎳基合金層部分解決邊角的磨料附著問(wèn)題，但此方式仍未達(dá)到最佳狀態(tài)，且磨料的把持力遠(yuǎn)不及釬焊工藝高。

一般加工條件下，加工的零件拐角均存在一定的圓角，設(shè)為R，利用超硬磨料磨輪進(jìn)行成型磨削時(shí)，相對(duì)應(yīng)的磨輪外形亦是半徑為R的拐角，如圖1所示。可將磨?？醋靼霃綖镽1的球狀顆粒，由于超硬磨料磨輪為單層固著磨料工具，因此，其基體拐角處的圓角半徑為R2，則R2與R、R1有如下關(guān)系：

R2＝R-R1

由上式可以看出，磨輪基體拐角處半徑R由加工零件拐角圓角半徑R2與磨粒半徑R1決定的，在磨削條件確定的前提下，磨粒的粒度參數(shù)一般是固定的，因此，R2可看作是由R決定的。

因此，當(dāng)R為較大值時(shí)，其R2值亦可取較大值。如前所述，當(dāng)存在需要R值較小的情況下，R2值有可能變得過(guò)小，甚至為零。

如圖2所示，R值變小時(shí)，R2相應(yīng)變小，由于磨粒粒度不變，則在R2區(qū)域上的磨粒的地貌發(fā)生了變化，存在尖角狀態(tài)的情況下，磨粒的間距變小，若采取與平面部位同樣的地貌，則拐角處磨粒較小，容易受到較大負(fù)載，影響磨粒性能，直至影響磨削壽命。若減小磨粒間距，增加磨粒數(shù)量，則在拐角位置磨粒過(guò)密，增加了電鍍層或釬焊層金屬對(duì)磨粒的固結(jié)難度，即在同樣的釬焊工藝或電鍍工藝條件下，拐角處的磨粒把持力下降。亦影響磨削性能。

由上可以看出，當(dāng)R值變小時(shí)，常規(guī)的超硬磨料砂輪已難以進(jìn)行加工與制備，而在某些領(lǐng)域，如前所述，例如在合金鋸片刀頭釬焊前的成型磨削處理中，需要R值盡可能為零的狀態(tài)，即R值低于磨粒半徑時(shí)，理論上，基體拐角半徑為負(fù)值，已無(wú)法制備。

因此，為解決此問(wèn)題，本發(fā)明對(duì)磨輪的基體結(jié)構(gòu)、釬焊工工藝等進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，使磨輪可以在銳利邊角進(jìn)行較好布料，并達(dá)到長(zhǎng)壽命的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪，該能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪能加工出無(wú)圓角的直角型面，且磨料結(jié)合強(qiáng)度高，磨料鋒利，磨削壽命長(zhǎng)，磨料不易脫落。同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單，制備穩(wěn)定。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪，用于磨削材料的磨削加工，其中，磨削材料具有至少一個(gè)直角型面，釬焊超硬磨料磨輪包括磨輪基體、常規(guī)超硬磨料和大直徑超硬磨料。

磨輪基體具有與直角型面數(shù)量相等的基體磨削角；每個(gè)基體磨削角均包括兩個(gè)基體直角面和一個(gè)基體斜面；基體斜面與兩個(gè)基體直角面相連接，且基體斜面與兩個(gè)基體直角面均形成135°的夾角。

每個(gè)基體直角面上均單層釬焊有常規(guī)超硬磨料，每個(gè)基體斜面上均單層釬焊有大直徑超硬磨料，大直徑超硬磨料的直徑大于常規(guī)超硬磨料的直徑。

大直徑超硬磨料的直徑滿足如下計(jì)算公式：

式中，D1為大直徑超硬磨料的直徑；L為基體斜面的長(zhǎng)度；D為常規(guī)超硬磨料的直徑。

基體斜面的長(zhǎng)度L取值為0.5～2.5mm。

所述大直徑超硬磨和常規(guī)超硬磨料均為人造金剛石、立方氮化硼、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼中的一種；且粒度均在1目～300目之間。

大直徑超硬磨和常規(guī)超硬磨料單層釬焊時(shí)，所使用的合金焊料為鎳基合金、銀基合金和銅基合金中的一種，且合金焊料中含有鈦元素或鉻元素。

本發(fā)明提供一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪的制備方法，該能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪的制備方法能加工出無(wú)圓角的直角型面，且磨料結(jié)合強(qiáng)度高，磨料鋒利，磨削壽命長(zhǎng)，磨料不易脫落。同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單，制備穩(wěn)定。

一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪的制備方法，包括如下步驟。

步驟1，加工磨輪基體，在磨輪基體的每個(gè)基體磨削角處，加工一個(gè)基體斜面。

步驟2，根據(jù)基體斜面長(zhǎng)度與常規(guī)超硬磨料的粒度，確定大直徑超硬磨料的粒度。

步驟3，在磨輪基體表面刷涂粘結(jié)劑，在兩個(gè)基體直角面上分別粘附用于常規(guī)超硬磨料鋪展使用的孔模板。

步驟4，在步驟3中的孔模板上單層排布常規(guī)超硬磨料。

步驟5，撤去孔模板，在基體斜面上單層均勻排布步驟2中已確定粒徑的大直徑超硬磨料。

步驟6，在磨輪基體表面均勻布灑合金焊料顆粒。

步驟7，釬焊加熱。

所述步驟3中，孔模板的孔間距大于大直徑超硬磨料的粒徑。

本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，能加工出無(wú)圓角的直角型面，且磨料結(jié)合強(qiáng)度高，磨料鋒利，磨削壽命長(zhǎng)，磨料不易脫落。同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單，制備穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于合金鋸片齒座的直角型面磨削加工中。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)中直角型面具有圓角時(shí)的釬焊超硬磨料磨輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)中直角型面具有圓角時(shí)，釬焊超硬磨料磨輪制備時(shí)超硬磨料的排布示意圖。

圖3顯示了當(dāng)直角型面無(wú)圓角時(shí)，采用現(xiàn)有技術(shù)制備釬焊超硬磨料磨輪時(shí)超硬磨料的排布示意圖。

圖4顯示了本發(fā)明一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中有：1.常規(guī)超硬磨料；2.大直徑超硬磨料；3.磨削材料；4.直角型面；5.磨輪基體；6.合金焊料層；7.基體斜面；8.基體直角面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖4所示，待加工的磨削材料3具有至少一個(gè)直角型面4，優(yōu)選為2個(gè)直角型面4，且每個(gè)直角型面均無(wú)圓角。

如圖4所示，一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪，用于上述磨削材料的磨削加工，其包括磨輪基體5、常規(guī)超硬磨料1和大直徑超硬磨料2。

磨輪基體具有與直角型面數(shù)量相等的基體磨削角，優(yōu)選為兩個(gè)。

每個(gè)基體磨削角均包括兩個(gè)基體直角面8和一個(gè)基體斜面7；基體斜面與兩個(gè)基體直角面相連接，且基體斜面與兩個(gè)基體直角面均形成135°的夾角。

每個(gè)基體直角面上均單層釬焊有常規(guī)超硬磨料，每個(gè)基體斜面上均單層釬焊有大直徑超硬磨料，且大直徑超硬磨料的直徑大于規(guī)超硬磨料的直徑。

大直徑超硬磨料的直徑滿足如下計(jì)算公式：

式中，D1為大直徑超硬磨料的直徑；L為基體斜面的長(zhǎng)度，優(yōu)選取值為0.5～2.5mm；D為常規(guī)超硬磨料的直徑。

進(jìn)一步，上述大直徑超硬磨和常規(guī)超硬磨料均優(yōu)選為人造金剛石、立方氮化硼、聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼中的一種；且粒度均在1目～300目之間。

大直徑超硬磨和常規(guī)超硬磨料單層釬焊形成合金焊料層6時(shí)，所使用的合金焊料優(yōu)選為鎳基合金、銀基合金和銅基合金中的一種，且合金焊料中含有鈦元素或鉻元素。

一種能磨削加工直角型面的釬焊超硬磨料磨輪的制備方法，包括如下步驟。

步驟1，加工磨輪基體，在磨輪基體的每個(gè)基體磨削角處，加工一個(gè)基體斜面。

步驟2，根據(jù)基體斜面長(zhǎng)度與常規(guī)超硬磨料的粒度，確定大直徑超硬磨料的粒度。

步驟3，在磨輪基體表面刷涂粘結(jié)劑，在兩個(gè)基體直角面上分別粘附用于常規(guī)超硬磨料鋪展使用的孔模板。

其中，上述孔模板的孔間距優(yōu)選大于大直徑超硬磨料的粒徑。

步驟4，在步驟3中的孔模板上單層排布常規(guī)超硬磨料。

步驟5，撤去孔模板，在基體斜面上單層均勻排布步驟2中已確定粒徑的大直徑超硬磨料。

步驟6，在磨輪基體表面均勻布灑合金焊料顆粒。

步驟7，釬焊加熱。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。