一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法
2023-05-01 23:48:01 2
專利名稱：一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法
技術領域：
本發明涉及一種材料加工用刀具的製作，尤其是一種金屬結合劑金剛 石砂輪的成型方法。
背景技術：
現有金屬結合劑金剛石砂輪在製作上通常採用冷壓成型＆熱成型二種方法， 一是預先將金剛石層混合料通過壓制形成一定尺寸的胚體後，置於620-680℃的條件下並在保護介質下進行燒結，經過一定的時間，再使其冷 卻至室溫後取出的成型方法一我們稱之為冷壓燒結成型金剛石平行砂輪。第 二種方法是將金剛石層混合料,定投入到模具的腔體中，施加一定的壓力 後將含有金剛石混合料的模具置於620—660℃的溫度下，在無保護介質的 條件下燒結一定的時間，將模具取出並置於一定的壓力條件下使金剛石平行 砂輪達到設計的尺寸要求，或在保護介質的條件下施與一定的壓力使金剛石 平行砂輪達到設計的尺寸要求,待含有金剛石平行砂輪的模具自然冷卻至室 溫時，再將金剛石平行砂輪取出的成型方法一稱之為熱壓成型方法,以上二 種方法都存在一個同樣的缺陷，即金剛石層與基體的連接強度差，在強力磨 削及大尺寸進刀的磨削加工過程中容易造成產品脫環的質量亊故，特別是對 於超薄型的金剛石平行砂輪—如金剛石薄片或稱刀片的成型影響非常大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效地提高金剛石層混合 料與鋼基體的粘接強度，從而解決此類產品在強力磨削及大尺寸進刀的磨削加工中刀頭與鋼基體發生脫環的現象,提高了產品使用的安全係數和有效 使用率的金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法。
本發明的技術方案是 一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，包括 鋼基體和嵌箍於鋼基體外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，所述 砂輪鋼基體與刀頭間成型包括如下步驟
(1) 將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作臺
上；
(2) 將金剛石層混合料均勻的^A到模具預留的模腔中，攪勻、刮
平；
(3 )在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓，預壓至金剛 石層混合料所需尺寸；
(4) 從壓機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備中升 溫至600—700t:後，保溫3G—60分鐘；
(5) 從熱處理製備中取出模具，將處於500—70(TC的模具置於壓 機施壓達到所需尺寸後，立即在500—700。C的溫度下卸樣取出嵌箍有刀 頭的砂輪；
(6) 待砂輪自然冷卻至室溫後轉下道工序。
本發明再一技術方案是 一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，包
述砂輪鋼基體與刀頭間成型包括如下步驟
(1)將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作臺
上；
(2 )將金剛石層混合料均勻的投入到模具預留的;模腔中，攪勻、刮
平；
(3) 在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓,預壓至金剛石層混合料所需尺寸；
(4)從壓機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備中升 溫至600—700"C後，保溫30—60分鐘；
(5 )在熱處理設備中施壓至金剛石層混合料達規定的尺寸後，從熱 源中取出立即在500—700'C的溫度下卸模取出嵌箍有刀頭的砂輪；
(6)待砂、輪自然冷卻至室溫後轉下道工序。
通過上述熱壓成型的工藝過程，特別是分別採用了模具在500-700'C
定的尺寸後，立即在500—70(TC的溫度下卸模取出砂輪這一工步，克服了 刀頭在膜具腔內收縮過程中模腔徑向、軸向尺寸限制帶來的阻礙，使刀頭能 在自由狀態下充分發揮其因材質所具有的收縮速度快的性能，在砂輪鋼基體 並未完成冷縮這一過程時便可實現與鋼基體外緣的嵌箍，並與其完成後段收 縮，這樣相互結合的鋼基體與刀頭如同緊箍咒一樣牢固，從而解決了刀頭與 鋼基體因粘接強度而帶來的質量問題。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為本發明中刀頭、鋼基體與模具間相互結合的結構原理示意圖。
具體實施例方式
一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，包括鋼基體和嵌箍於鋼基體 外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，所述砂輪鋼基體與刀頭間成 型包括如下步驟
(1) 將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作
臺上；
(2 ) 將金剛石層混合料均勻的^LX到模具預留的自中，攪勻、
刮平；
(3) 在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓，預壓至
金剛石層混合料所需尺寸；
(4) 從壓機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備 中升溫至600—700"C後，保溫30—60分鐘；
(5) 從熱處理製備中取出模具，將處於500—70(TC的模具置於 壓機施壓達到所需尺寸後，立即在500—700。C的溫度下卸棋取出嵌箍有 刀頭的砂、輪；
(6 )待砂輪自然冷卻至室溫後轉下道工序。 金屬結合劑金剛石砂輪的再一成型方法，包括鋼基體和嵌箍於鋼基體 外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，所述砂輪鋼基體與刀頭間成 型包括如下步驟
(1)將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作
臺上；
(2 )將金剛石層混合料均勻的^X到模具預留的;I^中，攪勻、
刮平；
(3) 在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓，預壓至 金剛石層混合料所需尺寸；
(4) M機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備 中升溫至600—700X:後，保溫30—60分鐘；
(5) 在熱處理設備中施壓至金剛石層混合料達規定的尺寸後， 從熱源中取出立即在500—700'C的溫度下卸才沐出嵌箍有刀頭的砂輪；
(6 ) 待砂輪自然冷卻至室溫後轉下道工序。 上迷金剛石層混合料為以銅、錫為主的青銅結合劑。上述壓機為油壓或液壓機。上述熱處理製備為具有保護介質或無保護介質的加熱爐。上述從
壓機中取出模具置於具均勻熱源的熱處理製備中升溫至620—680℃。
下面結合圖l對本發明上述成型方法作進一步的說明，為便於理解， 本發明現對上述成型方法中提及的工裝及產品作如下注釋
(a) 模具l一用於製作砂輪工裝，主要由模框，芯型、壓環及芯軸組成。
(b) 鋼基體2—產品中間體，中部設有一軸孔。
(c) 刀頭3—主要為銅、錫和金剛石砂子組成的混合體，它與鋼 基體的外圓連接。
在金剛石砂輪熱壓成型過程中，由於金剛石砂輪是在熱狀態下壓制， 對鋼基體與刀頭的粘接強度已經有了很大程度的提高，但是由於金剛石砂輪 在模具中和模具一起自然降溫，刀頭、鋼基體和模具的熱膨脹係數差異較大， 而當降溫時，往往會因鋼基體收縮較慢而影響到刀頭部分的徑向收縮。在整 個過程中鋼基體沿徑向收縮所受的阻力不大，收縮過程相對順利，而刀頭部 分在沿徑向收縮過程中受到模具收縮較慢的影響，使刀頭無法較為快捷地沿 徑向鋼基體表面收縮，從而阻礙了刀頭部分收縮，造成刀頭部分與鋼基體因 收縮不一致發生脫環，嚴重影響其粘接強度，在產品的使用過程中會發生刀 頭整體脫落事故。實踐證明，在金剛石砂輪的熱壓成型過程中，上述刀頭與 鋼基體的粘接強度很大程度取決於刀具在燒結後的降溫過程中刀頭、鋼基 體、模具三者的徑向收縮速度及收縮率，而收縮速度與溫度有著極大的關係， 即溫度在單位時間的溫差越大，其收縮速度則越快，根據上述原理而採用上 迷熱壓制工藝過程，可使刀頭能在自由狀態下充分的收縮，充分利用金剛石
層的收縮速度快從而使刀頭部分緊緊將鋼基體包裹住，如同緊箍咒一樣，使 刀頭與鋼基體的物理粘接強度大幅提高，從而解決了目前金剛石層與鋼基體 粘接強度不牢的品質問題。
權利要求
1、一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，包括鋼基體和嵌箍於鋼基體外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，所述砂輪鋼基體與刀頭間成型包括如下步驟(1)將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作臺上；(2)將金剛石層混合料均勻的投入到模具預留的模腔中，攪勻、刮平；(3)在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓，預壓至金剛石層混合料所需尺寸；(4)從壓機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備中升溫至600-700℃後，保溫30-60分鐘；(5)從熱處理製備中取出模具，將處於500-700℃的模具置於壓機施壓達到所需尺寸後，立即卸模取出嵌箍有刀頭的砂輪；(6)待砂輪自然冷卻至室溫後轉下道工序。
2、 一種金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，包括鋼基體和嵌箍於 鋼基體外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，所述砂輪鋼基體 與刀頭間成型包括如下步驟(1) 將鋼基體置於模具的模腔內，按順序組裝並置於專用操作臺上；(2) 將金剛石層混合料均勻的投入到模具預留的模腔中，攪勻、刮平；(3) 在模具預留模腔外緣裝置壓環並置於壓機中施壓，預壓至 金剛石層混合料所需尺寸；(4) 從壓機中取出模具，然後置於具均勻熱源的熱處理設備 中升溫至600—700℃後，保溫30—60分鐘；(5) 在熱處理設備中施壓至金剛石層混合料達規定的尺寸後，從熱源中取出立即卸 出嵌箍有刀頭的砂輪；(6) 待砂輪自然冷卻至室溫後轉下道工序.
3、 根據權利要求1或2所述的金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，其特徵在於上述金剛石層混合料為以銅、錫為主的青銅結合劑。
4、 根據權利要求1或2所述的金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，其特徵在於上述壓機為油壓或液壓才幾.
5、 根據權利要求1或2所述的金屬結合劑金剛石砂輪的成型方法，其特徵在於上述熱處理製備為具有保護介質或無保護介質的加熱爐。
全文摘要
本發明敘述了一種金屬結合劑金剛石外圓砂輪的熱壓成型方法。包括鋼基體和嵌箍於鋼基體外圓由金屬結合劑金剛石層混合料組成的刀頭，該砂輪是以鋼基體為本體，外圓附著2-11毫米寬度而厚度50毫米以內的金屬結合劑金剛石層的金剛石外圓砂輪—平行砂輪。本方法能有效地解決金屬結合劑金剛石層與鋼基體的粘接強度，從而解決此類產品在強力磨削及大尺寸進刀的磨削加工中金屬結合劑金剛石層與鋼基體發生脫環的現象，從而解決了刀頭與鋼基體因粘接強度而帶來的質量問題，提高了產品使用的安全係數和有效使用率。
文檔編號B24D18/00GK101172333SQ200610123058
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月30日 優先權日2006年10月30日
發明者馬彥初 申請人:馬彥初