本實用新型公開了一種超硬磨料砂帶。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)砂帶是用粘結(jié)劑將磨料粘結(jié)在紙、布等撓性材料上制成的可以進行磨削和拋光的一種帶狀工具，它是涂附磨具的一種主要形式。其基本組成是：基材、磨料和粘結(jié)劑。砂帶多用于工件的磨削加工中，包括平面磨削、異型結(jié)構(gòu)磨削、型面磨削、強力磨削等多種應(yīng)用，是機械加工的重要組成部分。

常規(guī)的砂帶用磨料為氧化鋁、碳化硅等普通磨料。普通磨料砂帶的應(yīng)用十分廣泛，但由于其磨料易脫落，壽命短，砂帶需要頻繁更換，嚴重影響了加工效率。而且在工業(yè)自動化機器人迅速發(fā)展的今天，對磨削穩(wěn)定性的要求極高，傳統(tǒng)磨料砂帶已難以滿足要求。

近年來，亦出現(xiàn)以金剛石、立方氮化硼等超硬磨料為主的超硬磨料砂帶，其制備原理有兩種，一種是直接利用樹脂固化，由于樹脂固結(jié)強度較低，超硬磨料易脫落，性價比較低。另一種是利用電鍍的工藝將超硬磨料電鍍于襯層上，然后再固結(jié)于基布材料上。此種方式利用了電鍍固結(jié)磨具的特點，利用金屬結(jié)合劑結(jié)合強度大于樹脂的優(yōu)勢，制備了電鍍超硬磨料砂帶。

而與釬焊超硬磨料相比，電鍍超硬磨料工藝則不具有優(yōu)勢 ，釬焊超硬磨料工具磨料出露高、磨料鋒利、排屑性能佳，且超硬磨料與基體之間發(fā)生化學(xué)冶金結(jié)合，磨料把持強度高于電鍍的機械包埋結(jié)合力，這是釬焊超硬磨料的極大優(yōu)勢，但當(dāng)此工藝應(yīng)用于制備超硬磨料砂帶中卻存在極大的困難。

這是由于以下原因：

（1）砂帶工具，其應(yīng)用要求具有較高柔韌性，基布多為布基、甚至紙基材料，釬焊超硬磨料需要1000度左右的溫度，基布無法達到此種要求。

（2）超硬磨料需要有綜合性能優(yōu)良的基體。釬焊工具基體一般為鋼鐵材料，此類材料在較薄時柔韌性仍然達不到要求，且高溫釬焊后會變得硬脆，無法應(yīng)用于基體材料。

（3）合金焊料合金層一般會發(fā)生冶金發(fā)學(xué)反應(yīng)，即會有基體表面形成一層合金層，當(dāng)彎曲時，合金層極易出來裂紋，甚至斷裂。因此需要新形結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)釬焊后砂帶的彎曲。

基于上述困難，目前尚未有關(guān)于釬焊超硬磨料砂帶工具的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本實用新型提出一種超硬磨料砂帶，可應(yīng)用于金屬材料與非金屬材料、復(fù)合材料等的強力磨削、異型曲面磨削、大平面磨削等多種磨削加工領(lǐng)域。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種釬焊超硬磨料砂帶，包括基布層、粘結(jié)劑層和磨料層，還包括焊接襯層，所述磨料層為超硬磨料層，焊接襯層上通過粘結(jié)劑層離散分布固定有若干組合金焊料層，每一組合金焊料層上釬焊固定有超硬磨料。

所述粘結(jié)劑層為樹脂粘結(jié)劑層。

所述焊接襯層為由金屬纖維與抗拉纖維復(fù)合制備而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層

所述金屬纖維與抗拉纖維的體積比例范圍為5:1~1:25。

所述金屬纖維的絲徑范圍與抗拉纖維的絲徑范圍均在0.001~0.2mm之間。

所述的超硬磨料包括人造金剛石、立方氮化硼、聚晶金剛石、聚晶立方氮化硼、硬質(zhì)合金碎粒，超硬磨料的粒度范圍在1目~300目之間。

所述金屬纖維包括鋼絲、不銹鋼絲、純鐵絲中的一種或多種，絲徑范圍在0.001~0.2mm之間。

所述抗拉纖維為陶瓷纖維。

本實用新型一種釬焊超硬磨料砂帶的有益效果是：

第一、本實用新型所制備的釬焊超硬磨料砂帶，由于合金焊料在砂帶表面的分布是離散型的，非連續(xù)型，合金焊料層焊后不能形成一個整體，大大降低了合金焊料層的脆性，提高了砂帶的柔韌性。

第二、由于金屬纖維與抗拉纖維作為焊接襯層，即可以獲得連接超硬磨料的高強度把持力，又具有一定的柔韌性與抗拉強度，綜合性能優(yōu)良。

第三、本實用新型所制備的釬焊超硬磨料砂帶由于釬焊超硬磨料，性能優(yōu)良，磨料出露高，結(jié)合強度大，磨料不易脫落，焊接襯層韌性佳，易彎曲，不易斷裂，壽命長。對鑄鐵、高強度鋼、一般用鋼以及其它黑色金屬、有色金屬、復(fù)合材料、石材等可以強力高效加工、效率高，壽命長，不用頻繁更換砂帶，具有較高的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型超硬磨料布料示意圖；

其中，1-合金焊料層；2-超硬磨料層；3-粘結(jié)劑層；4-焊接襯層；

圖2為焊后形貌結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，5-熔化后的合金焊料合金層；6-合金焊料滲透至焊接襯層處；

圖3為粘結(jié)基布后的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，7-基布材料；

圖4為磨料焊后形成的簇狀結(jié)構(gòu)；

其中，8為超硬磨料與合金焊料按簇狀分布狀態(tài)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例以及說明書附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1，圖2和圖3所示，一種釬焊超硬磨料砂帶，包括基布層、粘結(jié)劑層3和超硬磨料層2，還包括焊接襯層4，焊接襯層4上通過粘結(jié)劑層3離散分布固定有若干組合金焊料層1，每一組合金焊料層1上釬焊固定有超硬磨料層2。

所述的焊接襯層4是一種即可以牢固焊接超硬磨料，又具有一定柔韌性與抗拉強度的復(fù)合材料。

作為本實用新型的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述焊接襯層4由金屬纖維與抗拉纖維復(fù)合制備而成。

進一步的，金屬纖維可以為鋼絲、不銹鋼絲、純鐵絲等能與合金焊料發(fā)生冶金結(jié)構(gòu)的金屬絲體，其絲徑范圍在0.001~0.2mm之間。所述的抗拉纖維應(yīng)具有耐高溫、不揮發(fā)、高溫加熱強度損失小、具有一定柔韌性的材料。由于釬焊溫度通常在820~1040度之間，因此優(yōu)選陶瓷纖維作為抗拉纖維。金屬纖維與抗拉纖維的用量按照一定比例編織，兩者的體積比例范圍為5:1~1:25，具體根據(jù)磨削條件與應(yīng)用場合配制。由于金屬纖維與抗拉纖維作為焊接襯層，即可以獲得連接超硬磨料的高強度把持力，又具有一定的柔韌性與抗拉強度，綜合性能優(yōu)良。

上述合金焊料與超硬磨料的排布方式可以多種，但所要達到的結(jié)果均是使得超硬磨料釬焊時能夠被良好包埋，合金焊料合金在磨料根部有一定爬升。磨料的出露高度在30%~75%之間。

所述的粘結(jié)劑能夠?qū)⒑辖鸷噶?、超硬磨料粘結(jié)于焊接襯層表面，且在500度以下能夠揮發(fā)，不影響焊接性能。粘結(jié)劑可通過易揮發(fā)的溶劑進行粘度調(diào)配。作為本實用新型的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述粘結(jié)劑層3為樹脂粘結(jié)劑層。

作為本實用新型的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述的超硬磨料包括人造金剛石、立方氮化硼、聚晶金剛石、聚晶立方氮化硼、硬質(zhì)合金碎粒，超硬磨料的粒度范圍在1目~300目之間。

本實用新型超硬磨料砂帶的制備工藝，具體包括以下步驟：

第一步，根據(jù)磨削要求與加工條件確定磨料參數(shù)與合金焊料參數(shù)；

第二步：確定焊接襯層中鋼纖維與抗拉纖維直徑與使用比例；

第三步：在焊接襯層表面刷涂一層粘結(jié)劑，貼覆帶有優(yōu)化后磨料地貌外形孔的孔模板；

第四步：在孔模板上排布合金焊料與磨料；

第五步：撤去孔模板，進行釬焊加熱；在孔模板的邊緣沿法向方向施加外力，克服孔模板與粘結(jié)劑的粘附力后，即可以撤去孔模板，由于合金焊料、超硬磨料被粘結(jié)劑粘附、孔模板亦被粘結(jié)劑粘附，而合金焊料、超硬磨料與孔模板之間無粘附作用，則合金焊料與超硬磨料在孔模板中的地貌被保持；

第六步：將焊有超硬磨料的焊接襯層與基布通過樹脂粘結(jié)并固化。

所述的孔模板是一種能夠在砂帶的焊接襯層表面進行完全鋪展的材料，包括但不局限于硅膠、天然橡膠、硫化橡膠、塑料、尼龍材料以及不銹鋼絲?？啄０搴穸仍?.10~1.2mm之間。

合金焊料與磨料的排布可以包括多種形式：

第一種是可以先排布磨料，然后再排布合金焊料顆粒。

第二種是先將磨料與合金焊料顆粒按一定比例混合，然后直接鋪灑于焊接襯層表面。

第三種是選用細粒度的合金焊料粉末將超硬磨料包裹進行制粒，制備成粒狀復(fù)合體后直接一次性布灑于焊接襯層表面。

如圖4所示，由于孔模板的存在，將超硬磨料與合金焊料按區(qū)域分離，因此合金焊料在砂帶表面的分布是離散型的，非連續(xù)型，合金焊料層焊后不能形成一個整體，大大降低了合金焊料層的脆性，提高了砂帶的柔韌性。

所述的釬焊加熱可以有多種方式，可以為感應(yīng)加熱，亦可以為真空釬焊加熱，亦可以為網(wǎng)帶式隧道爐加熱。根據(jù)制備的砂帶的形狀確定具體加熱方式，由于砂帶為帶狀結(jié)構(gòu)，細長形，因此，推薦優(yōu)選網(wǎng)帶式隧道爐作為加熱設(shè)備。