權(quán)利要求

1.金剛石-焊料復合帶，其特征在于：其結(jié)構(gòu)從上到下依次為雙面壓敏膠帶Ⅰ(1)、金剛石復合磨料、粘結(jié)劑層(4)、焊料合金層(5)、雙面壓敏膠帶Ⅱ(6)； 所述雙面壓敏膠帶Ⅰ、Ⅱ的成分為丙烯酸脂類壓敏膠，其一面為基材，一面為丙烯酸脂類壓敏膠薄膜，其中雙面壓敏膠帶的丙烯酸脂類壓敏膠薄膜一面朝向金剛石復合磨料或焊料合金層； 所述粘結(jié)劑層(4)是采用丙烯酸脂與稀釋劑按1：5～1：12體積比配制而成，所述稀釋劑為有機溶劑； 所述金剛石復合磨料是由金剛石(2)與氧化鋁顆粒(3)按同等粒徑大小，按3：1～8：1的體積比均勻混合制備； 所述焊料合金層所用的焊料合金為鎳基合金焊料，且能夠與金剛石發(fā)生冶金化學反應。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金剛石-焊料復合帶，其特征在于，所述金剛石粒度區(qū)間為16目～120目；所述金剛石為人造金剛石。 

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金剛石-焊料復合帶，其特征在于，所述焊料合金粒度是40目～300目，且在同一條金剛石-焊料復合帶上排布的焊料合金位均勻粒度或混合粒度； 所述焊料合金層厚度為金剛石顆粒平均粒徑的70％～80％。 

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種金剛石-焊料復合帶，其特征在于，所述粘結(jié)劑層采用的有機溶劑為丙酮。 5.權(quán)利要求1至4任一項所述的一種金剛石-焊料復合帶的制備方法，其特征在于：先在一雙面壓敏膠帶Ⅱ的丙烯酸脂類壓敏膠薄膜表面鋪布焊料合金層，然后在焊料合金層表面噴涂一層粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的濃度根據(jù)稀釋劑的比例調(diào)整，之后在粘結(jié)劑層上方布灑金剛石復合磨料最后在金剛石復合磨料層表面再粘結(jié)一雙面壓敏膠帶Ⅰ，得到所述金剛石-焊料復合帶。 

6.基于權(quán)利要求1至4任一項所述的金剛石-焊料復合帶的一種釬焊金剛石工具的制備工藝，其特征在于，其具體步驟如下： (1)將釬焊金剛石工具的基體表面清理干凈，去除油污、銹跡； (2)根據(jù)設計要求提前制備金剛石-焊料復合帶，在基體表面需要排布金剛石的區(qū)域粘貼金剛石-焊料復合帶，粘貼時撕掉焊料合金層下方雙面壓敏膠帶Ⅱ的基材，將金剛石-焊料復合帶貼在基體表面，粘結(jié)完成后，撕掉金剛石復合磨料上方壓敏膠帶Ⅰ的基材即可； (3)將步驟(2)得到的整體結(jié)構(gòu)進行真空釬焊。 

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種釬焊金剛石工具的制備工藝，其特征在于，步驟(1)所述基體表面采用噴砂清理，并用酒精清洗干凈。 

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種釬焊金剛石工具的制備工藝，其特征在于，步驟(2)中制備的金剛石-焊料復合帶有兩種方式，一種是可制備大面積的金剛石-焊料復合帶，然后根據(jù)布料區(qū)域形狀裁剪后粘貼在基體表面；另一種是可以先將一雙面壓敏膠帶裁成需要的形狀，粘貼在基體表面然后制備金剛石-焊料復合帶。 9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種釬焊金剛石工具的制備工藝，其特征在于，步驟(2)中真空釬焊條件：最高釬焊溫度930℃～1080℃，保溫15～25分鐘，真空度全過程保持在高于0.1Pa。

說明書

技術(shù)領域

本發(fā)明提供金剛石-焊料復合帶及基于其的釬焊金剛石工具的制備工藝，涉及一種制備釬焊金剛石工具的工藝，屬于金剛石工具制造領域。

背景技術(shù)

目前釬焊金剛石工具由于具有金剛石出露高，把持強度大，因而具有鋒利、高效的優(yōu)勢，可應用于石材、鑄件、玻璃、陶瓷、復合材料等多個領域的加工。由于應用領域多樣，金剛石工具的結(jié)構(gòu)各異，主要分為鉆、切、磨三大類，這也對制備工藝提出了一定的要求。其常規(guī)的制備方式是將金剛石與焊料合金顆粒按一定的方式排布于基體表面。部分產(chǎn)品有使用焊膏或者焊片，但由于制備局限性，應用較少。

為了將金剛石與焊料合金排布于基體表面，并適應多種結(jié)構(gòu)的基體外形，領域內(nèi)發(fā)明了多種排布金剛石與焊料的方式，如先將金剛石顆粒通過手工或者設備布灑在基體表面，再將焊料顆粒填充于金剛石間隙，若焊料用量不夠，則在表面噴涂粘結(jié)劑，粘附更多焊料顆粒。又或采用先排布一層焊料合金顆粒，再表面噴涂粘結(jié)劑再粘結(jié)金剛石顆粒。

上述工藝在制備過程中均對作業(yè)人員提出了較高要求，比如如何均勻地且按一定密度地布灑金剛石顆粒，且由于產(chǎn)品規(guī)格多樣，難以用一種或多種自動化布料設備完全替代，人工操作不可避免，此外由于基體表面與焊料或金剛石的粘結(jié)通常會用到稀釋過的粘結(jié)劑，不僅涂覆工藝要求較高，而且稀釋的溶劑揮發(fā)性大，影響作業(yè)環(huán)境。且對于異型結(jié)構(gòu)的磨具或鉆頭來說，涂覆較困難，且規(guī)格多，難以用通用工具涂覆，這也提高了制造成本，影響了生產(chǎn)效率的提升。因此，需要一種新型的磨料與焊料制備工藝，來從根本上解決布料問題，以適應不同種類的金剛石工具。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前釬焊金剛石工具制備過程中布料過程不穩(wěn)定、一致性低以及制備效率低的問題，本發(fā)明提供了一種基于金剛石-焊料復合帶的釬焊金剛石工具的制備工藝，通過粘貼式布料，將金剛石與焊料制備成一個粘結(jié)體，按要求貼在基體表面即可，效率高，穩(wěn)定性好，具有較高的經(jīng)濟效益。

本發(fā)明提供了一種金剛石-焊料復合帶，其結(jié)構(gòu)從上到下依次為雙面壓敏膠帶Ⅰ、金剛石復合磨料、粘結(jié)劑層、焊料合金層、雙面壓敏膠帶Ⅱ；

所述雙面壓敏膠帶Ⅰ、Ⅱ的成分為丙烯酸脂類壓敏膠，其一面為基材，一面為丙烯酸脂類壓敏膠薄膜，其中雙面壓敏膠帶的丙烯酸脂類壓敏膠薄膜一面朝向金剛石復合磨料或焊料合金層，用以粘附金剛石復合磨料或焊料合金；

所述粘結(jié)劑層是采用丙烯酸脂與稀釋劑按1：5～1：12體積比配制而成；所述稀釋劑為有機溶劑，所述有機溶劑為丙酮；

所述金剛石復合磨料是由金剛石與氧化鋁顆粒按同等粒徑大小，按3：1～8：1的體積比均勻混合制備；

所述金剛石粒度區(qū)間為16目～120目；所述金剛石為人造金剛石；

所述焊料合金層所用的焊料合金為鎳基合金焊料，且能夠與金剛石發(fā)生冶金化學反應；所述焊料合金粒度是40目～300目，且在同一條金剛石-焊料復合帶上排布的焊料合金可以是均勻粒度的，也可以是混合粒度的。所述焊料合金層因為也是顆粒狀鋪滿的一層，因此其厚度一般是所用的焊料合金顆粒的最大粒徑高度，一般是金剛石顆粒平均粒徑的70％～80％。

本發(fā)明所述金剛石-焊料復合帶的制備方法為：先在一雙面壓敏膠帶Ⅱ的丙烯酸脂類壓敏膠薄膜表面鋪布焊料合金層，然后在焊料合金層表面噴涂一層粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的濃度根據(jù)稀釋劑的比例調(diào)整，之后在粘結(jié)劑層上方布灑金剛石復合磨料，為了便于操作，最后在金剛石復合磨料層表面再粘結(jié)一雙面壓敏膠帶Ⅰ，得到所述金剛石-焊料復合帶。

由于合金焊料表面具有了粘性，則在上面鋪埋一層金剛石復合磨料，采用復合磨料的目的是降低排布不均勻的風險，其中金剛石復合磨料是由人造金剛石與氧化鋁顆粒按3：1～8：1的體積比均勻混合制備的，由于鎳基合金焊料與氧化鋁不反生反應，氧化鋁顆粒在此僅起到間隔作用。

本發(fā)明提供了一種基于金剛石-焊料復合帶的釬焊金剛石工具的制備工藝，其具體步驟如下：

(1)將釬焊金剛石工具的基體表面清理干凈，去除油污、銹跡；

(2)根據(jù)設計要求提前制備金剛石-焊料復合帶，在基體表面需要排布金剛石的區(qū)域粘貼金剛石-焊料復合帶，粘貼時撕掉焊料合金層下方雙面壓敏膠帶Ⅱ的基材，將金剛石-焊料復合帶貼在基體表面，粘結(jié)完成后，撕掉金剛石復合磨料上方壓敏膠帶Ⅰ的基材即可；

(3)將步驟(2)得到的整體結(jié)構(gòu)進行真空釬焊。

步驟(1)所述基體表面采用噴砂清理，并用酒精清洗干凈。

步驟(2)中制備的金剛石-焊料復合帶可以有兩種方式，一種是可制備大面積的金剛石-焊料復合帶，然后根據(jù)布料區(qū)域形狀裁剪后粘貼在基體表面；另一種是可以先將一雙面壓敏膠帶裁成需要的形狀，粘貼在基體表面然后制備金剛石-焊料復合帶。

步驟(2)中真空釬焊條件：最高釬焊溫度930℃～1080℃，保溫15～25分鐘，真空度全過程保持在高于0.1Pa。

下面詳細說明發(fā)明方案。

本發(fā)明最關鍵的部分為制備金剛石-焊料復合帶，其相當于將基體表面的排布過程統(tǒng)一化，制備過程單一可控，減少基體結(jié)構(gòu)與表面形貌的影響。根據(jù)釬焊金剛石工具的制備工藝可知：金剛石通過焊料合金熔化將其牢固地焊接在基體表面，則其形貌最佳的方式是將焊料合金層鋪展在基體表面，然后在焊料層表面布灑金剛石。因此金剛石-焊料復合帶其結(jié)構(gòu)也是模擬這個形貌，則從上到下為：雙面壓敏膠帶、金剛石復合磨料、粘結(jié)劑層、焊料合金層、雙面壓敏膠帶。其中上下兩層的壓敏膠帶的表面都有一層基材，利于制備、運輸、包裝。

制備時，首先在基體表面清理干凈，然后在表面需要焊接金剛石的區(qū)域貼覆復合帶，需要說明的是由于基體表面需要的面積可能多種，制備的復合帶可以有兩種方式，一種是可制備大面積的復合帶，然后根據(jù)布料區(qū)域形狀裁剪；另一種是可以先將雙面膠帶裁成需要的形狀，然后在表面制備。

本發(fā)明中的丙烯酸脂加熱250度時會氣化揮發(fā)，因此在真空爐內(nèi)制備釬焊金剛石工具時，膠帶的成分基本不會影響焊接過程。

本發(fā)明在基體表面粘貼金剛石-焊料復合帶時，撕掉焊料合金端壓敏膠帶的基材，將復合帶貼在基體表面，粘結(jié)完成后，撕掉金剛石端的壓敏膠帶基材即可。

本發(fā)明制備的金剛石-焊料復合帶應用于釬焊金剛石工具的制備，將金剛石工具的布料過程簡化。本發(fā)明以制備金剛石-焊料復合帶的形式預制備，然后貼至基體表面即可，此方式可實現(xiàn)布料工藝的批量、穩(wěn)定生產(chǎn)，一致性高，降低了對工人的操作要求，且設備簡單易操作，顯著地提高了制備效率，具有較高的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述金剛石-焊料復合帶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中各標注為：1雙面壓敏膠帶Ⅰ，2金剛石，3氧化鋁顆粒，4粘結(jié)劑層，5鎳基合金焊料，6雙面壓敏膠帶Ⅱ。

具體實施方式

以下通過實施例的具體實施方式再對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的詳細說明，但不僅限于以下的實施例。本發(fā)明包含上述技術(shù)思想下，根據(jù)本領域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

具體實施實例1

一種釬焊金剛石研磨盤，用于研磨石材表面，設計參數(shù)如下：

金剛石粒度選用35/40目，與35/40目氧化鋁按4：1體積比混合成復合磨料，焊料選用40/60目區(qū)間的BNi2鎳基合金焊料，磨盤外徑125，布料區(qū)域為圓環(huán)狀，寬度25mm，制備工藝如下：

(1)制備金剛石-焊料復合帶：金剛石粒度采用35/40目，焊料選用40/60目區(qū)間，焊料與金剛石復合磨料之間的粘結(jié)劑層采用1：8體積比的丙烯酸酯與稀釋劑混合制備；金剛石與焊料兩側(cè)均貼一層雙面壓敏膠帶，制備后裁剪成圓環(huán)形狀，寬度25mm；

(2)磨盤基體表面噴砂清理，并用酒精清洗干凈；

(3)撕去焊料端雙面壓敏膠帶的基材，貼在磨盤基體表面；

(4)撕去金剛石端雙面壓敏膠帶的基材；

(5)進爐釬焊，真空釬焊工藝最高溫度1022度，保溫20分鐘。

具體實施實例2

一種釬焊金剛石磨輪，用于鑄件清理打磨，設計參數(shù)如下：

金剛石粒度選用30/35目，與30/35目氧化鋁按5：1體積比混合成復合磨料；焊料選用40/60目區(qū)間+50目/80目區(qū)間的BNi2鎳基合金焊料，磨輪外徑400mm，內(nèi)孔50mm，厚度40mm，側(cè)邊寬度10mm，外圓面與側(cè)面R角半徑5mm，布料區(qū)域為磨輪外圓與側(cè)面10mm，制備工藝如下：

(1)制備金剛石-焊料復合帶：金剛石粒度采用35/40目，焊料選用40/60目區(qū)間，焊料與金剛石之間的粘結(jié)劑層采用1：8體積比的丙烯酸與稀釋劑混合制備，金剛石與焊料兩側(cè)均貼一層雙面壓敏膠帶；

由于磨輪結(jié)構(gòu)較大，且形貌簡單，可以先將雙面膠帶裁成需要的形狀，根據(jù)磨輪形貌，可以將其拆成一個長條帶狀，長條帶狀的寬度是40mm，直徑是1256mm，圓環(huán)外徑400mm，寬度10mm；然后在雙面膠有壓敏膠的一端分別涂布焊料合金，然后整體噴涂粘結(jié)劑層，再涂布金剛石與氧化鋁復合磨料，然后表面粘結(jié)一層雙面膠帶；

(2)磨輪基體表面噴砂清理，并用酒精清洗干凈；

(3)撕去焊料端雙面壓敏膠帶的基材，貼在磨輪基體表面；

(4)撕去金剛石端雙面壓敏膠帶的基材；

(5)進爐釬焊，真空釬焊工藝最高溫度1024度，保溫25分鐘。

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金剛石-焊料復合帶及基于其的釬焊金剛石工具的制備工藝.pdf