專利名稱：超硬材料工具釬焊方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超硬材料工具的釬焊方法及其設備。
背景技術：
超硬材料工具是金剛石、立方氮化硼等超硬材料附著在基體上而形成，一般包括砂輪、切割刀片等，主要用來對非金屬硬脆材料進行磨削、切割等加工。將金剛石、立方氮化硼附著在基體上一般采用釬焊方法。釬焊時，是將超硬材料、焊料、基體放置在真空爐內加熱，將焊料融化，然后冷卻。因是在真空爐內實現(xiàn)釬焊，其缺點和不足是顯而易見的1、真空爐是對基體整體進行加熱，不但基體變形大；而且耗能高，成本大，特別不適合于單件加工；2、基體整體被加熱后，冷卻時間較長，所以生產(chǎn)效率低(每爐需要12-16小時)；3、由于真空爐的爐內溫度分布不均勻，且在真空爐內的基體不能被看見，導致成品的合格率低。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基體變形極小、耗能低、生產(chǎn)效率高的超硬材料工具釬焊方法。
該方法是以交流電源對置于充滿惰性氣體的保護罩中的、且轉動著的超硬材料、焊料、基體進行感應加熱，融化焊料，然后冷卻。
本方法中，焊料融化后，使焊料與超硬材料表面、基體表面發(fā)生反應，實現(xiàn)超硬材料、焊料、基體三者的牢固結合。本發(fā)明的有益效果由于采用交流電源感應加熱，因為感應加熱在物體的表面上較強里邊較弱，所以能實現(xiàn)了局部加熱，即該加熱的地方加，不該加的不加熱，使有精度要求的地方變形大大減?。患由显诩訜釙r基體進行旋轉，解決了溫度不均現(xiàn)象，使得釬焊質量得到保證，也使得變形減小；因為只是對基體的表面而不是對基體整體進行加熱，所以不但降低能耗，而且冷卻時物料散熱很快，明顯提高了生產(chǎn)效率。
對于上面所述的方法，感應加熱為高頻或中頻感應加熱。當對規(guī)則的圓柱面進行加熱時，采用高頻感應加熱電源(一般大于50KHz)，當焊接面是復雜的曲面時，采用中頻感應加熱電源(一般為500Hz-10KHz)。
對于上面所述的方法，所述保護罩采用石英罩。采用以石英為材料的保護罩，操作人員可以透過石英罩看到焊接過程，以隨時監(jiān)測焊接情況，保證焊接質量。
對于上面所述的方法，基體的轉動速度為30-50轉/分；惰性氣體采用氬氣。
本發(fā)明同時提供了上面所述方法中使用的專用設備，它包括保護罩、穿過保護罩的殼體伸入保護罩內的轉動軸和進氣管、設置在殼體周圍的感應線圈；在保護罩內的轉動軸上連接有用于放置基體的托盤，轉動軸與轉動機構連接；進氣管與惰性氣體源連接。
使用時，先通過與惰性氣體源連接的進氣管進氣，使得保護罩內充滿惰性氣體；然后使得轉動機構帶動轉動軸轉動，基體開始旋轉；再對感應線圈通電開始加熱。焊料融化后，感應線圈斷電，基體在惰性氣體保護下冷卻。
圖1是本發(fā)明的所述專用設備的結構示意圖。
具體實施例方式
圖1中所示的超硬材料工具釬焊設備，保護罩包括上部的主體罩1和設置在主體罩下方并與主體罩密封連接的罩托2。主體罩1采用石英罩。罩托2根據(jù)石英罩口的外徑，在其端面上車出與石英罩口相應的密封溝槽3，用高溫膠實施密封，膠的耐熱溫度為600℃。穿過罩托2伸入保護罩內的轉動軸5上部連接托盤7。托盤7上放置基體9。
主體罩的上部開有Φ2-3mm的出氣孔4。主體罩的內徑要大于基體的外徑6-12mm，高度要高于基體總高10-30mm，壁厚在3-5mm。
轉動軸5下部與轉動部件(未示出)連接。與氬氣源(未示出)連接的進氣管6穿過罩托2伸入保護罩內。與電源相接的感應線圈8設置在主體罩1周圍。
下面說明上述設備的使用方法。
1.選擇適合的焊料，并將超硬材料附于基體之上。
2.根據(jù)基體大小和具體形狀，選擇適合的石英罩。
3.將基體罩于石英罩內，將適合的感應圈套在石英罩上。
4.往石英罩內充入氬氣，將罩內的空氣充分排出，排空速度20升/分。
5.轉動機構帶動轉動軸旋轉，基體以40轉/分旋轉；同時開啟感應線圈的電源，加熱的溫度控制在850-950℃，通過肉眼觀察，等全部焊料均勻熔化后，立即停止加熱。
6.待焊料全部熔化，停止加熱。
7.在氣氛中冷卻40分鐘，關閉氬氣，取出產(chǎn)品，焊接工序結束。
本實施例的有益效果。
1.提高成品率，該技術可以達到95以上；原來的真空爐釬焊成品率一般為85％。
2.成品變形小，提高產(chǎn)品精度。
3.生產(chǎn)效率明顯提高，特別適合于單件加工。
4.降低能耗，真空爐一次消耗近400千瓦電力，但該工藝不超過10千瓦。
權利要求
1.超硬材料工具釬焊方法，其特征是以交流電源對置于充滿惰性氣體的保護罩中的、且轉動著焊料、基體進行感應加熱，融化焊料，然后冷卻。
2.根據(jù)權利要求1所述方法，其特征是所述感應加熱為高頻或中頻感應加熱。
3.根據(jù)權利要求1所述方法，其特征是所述保護罩采用石英罩。
4.根據(jù)權利要求1所述方法，其特征是超硬材料、焊料、基體的轉動速度為30-50轉/分。
5.根據(jù)權利要求1所述方法，其特征是惰性氣體為氬氣。
6.權利要求1所述方法中使用的專用設備，其特征是它包括保護罩、穿過保護罩的殼體伸入保護罩內的轉動軸和進氣管、設置在殼體周圍的感應線圈；在保護罩內的轉動軸上連接有用于放置超硬材料、焊料、基體的托盤，轉動軸與轉動部件連接；進氣管與惰性氣體源連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的專用設備，其特征是所述保護罩包括上部的主體罩和設置在主體罩下方并與主體罩密封連接的罩托，轉動軸和進氣管穿過罩托伸入保護罩內，感應線圈設置在主體罩周圍。
8.根據(jù)權利要求7所述的專用設備，其特征是主體罩的上部開有出氣孔。
9.根據(jù)權利要求8所述的專用設備，其特征是主體罩采用石英罩。
10.根據(jù)權利要求6-9所述的任一專用設備，其特征是惰性氣體源為氬氣源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基體變形極小、耗能低、生產(chǎn)效率高的超硬材料工具釬焊方法。該方法是以交流電源對置于充滿惰性氣體的保護罩中的、且轉動著的超硬材料、焊料、基體進行感應加熱，融化焊料，然后冷卻。本發(fā)明實現(xiàn)了局部加熱，使基體變形大大減??；加上在加熱時基體進行旋轉，解決了溫度不均現(xiàn)象；且能耗降低，明顯提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B23K1/20GK101032773SQ20071002161
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權日2007年4月18日
發(fā)明者鄒余耀 申請人:南京三超金剛石工具有限公司