【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钎焊金刚石工具制造领域，具体涉及一种长寿命钎焊金刚石磨块及其制备工艺。
技术介绍
1、目前钎焊金刚石工具已在石材领域得到了广泛的应用，特别是在大理石、混凝土等材料领域的切割加工以及陶瓷材料领域的钻削加工，由于钎焊金刚石工具具备的锋利度高，工具表面容屑空间大，散热性佳的优点，其工具的应用可较好的代替电镀金刚石工具与部分烧结构金刚石工具。但由于钎焊金刚石为单层工具，表层金刚石磨损或失效后，工具便无法再进行加工，而烧结金刚石工具由于具有多层金刚石加工的优势，对于花岗岩、陶瓷或者是部分混凝土材料，目前仍然为烧结金刚石工具占主流。
2、针对钎焊金刚石多层化以提高金刚石工具寿命的措施，目前主要包括两种方式，一种是在基体表面做出层次(如cn201712070u薄型钎焊多层金刚石锯片；cn201151217y磨料优化排布的钎焊与烧结的多层金刚石工具)，以使金刚石在基体表面的分布具有高低差，达到多层使用金刚石的目的，另一种是借鉴烧结金刚石工艺的原理(例如cn101862834b一次成型多层钎焊金刚石钻头)，将钎焊焊料以及其它添加物与金刚石混合，以特定的工艺实现金刚石的多层化。根据目前的使用情况来看，这两种方案目前尚未完全解决多层钎焊金刚石工具的制备问题。当改变基体表面结构的层次来达到金刚石颗粒的多层磨损效果时，往往会出现低层的金刚石难以出露，基体不能被有效磨耗，影响了多层效果的实现，或者低层的金刚石受高层金刚石磨耗后的影响，磨屑不能有效排出影响磨削效率。当采用类似烧结工艺的多层钎焊时，由于钎焊金刚石焊接强度高于烧结工艺，
技术实现思路
1、针对传统多层工具基体不能磨耗的问题，本专利技术提供了一种长寿命钎焊金刚石磨块，通过结构设计实现金刚石的多层稳定磨削。本专利技术的目的是实现钎焊金刚石工具表面金刚石可以多层使用，以达到工作寿命长的目的。此外，本专利技术设计的结构与工艺也可以在实现长寿命的时候保证工作效率基本稳定，克服了传统多层工具基体不能有效磨耗，多层金刚石表面易堵塞的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种长寿命钎焊金刚石磨块，由若干多层单元与单元之间的填充剂组成，所述多层单元由烧结型纯铁复合片及其表面排布的金刚石颗粒与合金焊料通过真空钎焊制备得到；
4、所述烧结型纯铁复合片由铁粉和骨架相组成，其体积百分比分别为铁粉82～99％，骨架相1～18％，两者体积百分比之和为100％；且该烧结型纯铁复合片由铁粉与骨架相颗粒通过热压烧结制备，最高热压烧结温度为1100℃～1250℃；
5、所述铁粉的纯度达到98.5％以上；
6、所述骨架相颗粒为耐热温度1250℃以上的磨料；
7、所述填充剂为陶瓷结合剂或金属结合剂。
8、进一步地，本专利技术所述金刚石颗粒在烧结型纯铁复合片表面的排布密度为90～6500颗/cm2。
9、进一步地，本专利技术所述金刚石颗粒为人造金刚石颗粒，其粒度为20目～140目。
10、本专利技术中通过对金刚石颗粒排布密度以及金刚石粒度等参数的限定，决定了主要工作单元的金刚石复合片中金刚石的数量与浓度，从而决定了在加工中金刚石工具的加工效率以及加工表面质量。
11、进一步地，本专利技术所述填充剂厚度与多层单元的厚度之比为1：1～5：1，填充剂与多层单元厚度比决定了金刚石复合片的数量。
12、进一步地，本专利技术所述多层单元为片状结构，与工作表面垂直或倾斜形成0～35度的夹角，多层单元倾斜角度决定了磨削负载。
13、进一步地，本专利技术所述铁粉的纯度优选达到99％以上，其粒度为600目～3000目。
14、进一步地，本专利技术所述骨架相颗粒粒度为170目～2000目，选自氧化铝、氮化硼、碳化硅中任意一种或以上混合。铁粉与骨架相参数决定了复合体制备性能，影响多层应用效果。
15、进一步地，本专利技术所述合金焊料为镍基合金焊料，其成份为镍铬硼硅铁，其各元素比例含量分别为：cr(6.0-8.0)b(2.75-3.5)si(4.0-5.0)fe(2.5-3.5),其余为镍；合金焊料粒度限定为40目～200目。
16、进一步地，本专利技术所述烧结型纯铁复合片密度为5.2g/cm3-6.3g/cm，厚度为0.6mm～1.3mm。
17、进一步地，本专利技术还提供上述一种长寿命钎焊金刚石磨块的制备工艺，包括：
18、(1)多层单元的制备：首先在烧结型纯铁复合片表面涂覆一层粘结剂，然后将金刚石颗粒排布在粘结剂表面，之后将合金焊料排布在金刚石颗粒的间隔中，将得到的单元体放入真空钎焊炉内加热，便可得到多层单元；
19、步骤(1)中所述真空钎焊温度1010℃～1026℃，由940℃升温至最高温度的升温时间范围为25～40min，保温时间7～20min，加热过程真空度保持在0.1pa之内；
20、(2)长寿命钎焊金刚石磨块的制备：将若干步骤(1)得到的多层单元与填充剂通过热压烧结的方式制备成型；
21、步骤(2)中所述热压烧结为真空热压烧结工艺，烧结温度最高为860℃，保温时间不超过3min,保压压力22～28mpa。
22、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
23、(1)由于烧结型铁片复合体为纯铁粉与骨架相烧结而成，其硬度较低，在具有一定柔韧性的同时也能保持一定强度，但其耐磨性较钢材低，这对于加工石材时，是一个有益的特点，当其表面钎焊金刚石后，表层的金刚石磨损后，石材会对焊料合金层以及复合体进行摩擦磨损，由于其不耐磨，则可以较为容易地被磨耗，这样下层的金刚石便可以出露继续工作；且复合体中的骨架相为氧化铝、碳化硅等耐磨相，烧结后可以使其保形，磨耗时，其在石材的冲击下易脱落，易带走热量，形成的空隙也可以提高散热效果，避免了常规的多层结构中所应用的钢基体不易被磨损且容易粘附在石材表面的情况。
24、(2)加工对象石材以及切屑，由于其硬度高，会对多层单元的烧结型铁片复合体以及复合体表面的镍基合金层进行摩擦与冲击，由于复合体与镍基合金层相对硬度低，会被切屑磨耗，且多层单元之间的填充剂强度很低，容易被磨掉，这样下一层的金刚石便可以出露，以继续工作；
25、另一方面，由于多层单元垂直或与加工表面保持一定角度，多个多层单元复合成为一个整体后，表层的金刚石分布便是均匀的，磨削加工后持续磨耗，则磨削效率稳定，且寿命长。
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1.一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，该长寿命钎焊金刚石磨块由若干多层单元与单元之间的填充剂组成，所述多层单元由烧结型纯铁复合片及其表面排布的金刚石颗粒与合金焊料通过真空钎焊制备得到；
2.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述金刚石颗粒为人造金刚石颗粒，其粒度为20目～140目。
3.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述填充剂厚度与多层单元的厚度之比为1：1～5：1。
4.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述多层单元为片状结构，与工作表面垂直或倾斜形成0～35度的夹角。
5.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述铁粉的纯度达到99％以上，其粒度为600目～3000目；
6.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述合金焊料为镍基合金焊料，其成份为镍铬硼硅铁，其各元素比例含量分别为：Cr(6.0-8.0)B(2.75-3.5)Si(4.0-5.0)Fe(2.5-3.5),其余为镍；合金焊料粒度限定为
7.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述烧结型纯铁复合片密度为5.2g/cm3-6.3g/cm，厚度为0.6mm～1.3mm。
8.一种权利要求1至7任一项所述长寿命钎焊金刚石磨块的制备工艺，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中所述真空钎焊温度1010℃～1026℃，由940℃升温至最高温度的升温时间范围为25～40min，保温时间7～20min，加热过程真空度保持在0.1Pa之内；
...【技术特征摘要】
1.一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，该长寿命钎焊金刚石磨块由若干多层单元与单元之间的填充剂组成，所述多层单元由烧结型纯铁复合片及其表面排布的金刚石颗粒与合金焊料通过真空钎焊制备得到；
2.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述金刚石颗粒为人造金刚石颗粒，其粒度为20目～140目。
3.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述填充剂厚度与多层单元的厚度之比为1：1～5：1。
4.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述多层单元为片状结构，与工作表面垂直或倾斜形成0～35度的夹角。
5.根据权利要求1所述的一种长寿命钎焊金刚石磨块，其特征在于，所述铁粉的纯度达到99％以上，其粒度为600目～3000目；
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王波，林宗良，蔡昌鹏，丁潇杰，郭坤，
申请(专利权)人：江苏韦尔博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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