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(jìn)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(qiáng)力磨削等多種應(yīng)用，是機(jī)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(yán)重影響了加工效率。而且在工業(yè)自動化機(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度高于電鍍的機(jī)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(dá)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)度把持力，又具有一定的柔韌性與抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(jì)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(jìn)一步詳細(xì)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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(qiáng)度把持力，又具有一定的柔韌性與抗拉強(qiáng)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)粒度的合金焊料粉末將超硬磨料包裹進(jìn)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(xì)長形，因此，推薦優(yōu)選網(wǎng)帶式隧道爐作為加熱設(shè)備。