申請(qǐng)?zhí)枺?01710398156.3
       申請(qǐng)人：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
       發(fā)明人：張明軍 李晉禹 胡永樂(lè) 唐昆 張健 毛聰

       摘要： 本發(fā)明涉及一種金剛石工具的增材制造方法，先形成一層金剛石磨粒層，再在該金剛石磨粒層上表面形成薄激光釬焊層，重復(fù)直至金剛石磨粒層上表面形成多層薄激光釬焊層覆蓋金剛石磨粒；重復(fù)上述步驟，獲得N?1層激光釬焊金剛石磨粒層；獲得第N層激光釬焊金剛石磨粒層，完成激光釬焊過(guò)程，制得具有N層磨粒的激光釬焊金剛石工具。本發(fā)明還涉及一種通過(guò)上述方法制得的金剛石工具。在本發(fā)明中，采用旁軸噴射金剛石磨粒進(jìn)行多層激光釬焊，避免了釬焊時(shí)金剛石磨粒燒損氧化和石墨化，提高了激光釬焊金剛石砂輪的使用壽命，易于實(shí)現(xiàn)磨料有序排布和自動(dòng)化生產(chǎn)。        主權(quán)利要求：1.一種金剛石工具的增材制造方法，其特征在于包括如下步驟：步驟1，提供金剛石工具基體；步驟2，提供噴射系統(tǒng)，噴射系統(tǒng)包括依次相連的送料器料斗、金剛石磨粒送料器、噴槍；步驟3，提供金剛石磨粒，將金剛石磨粒置于送料器料斗中；步驟4，提供激光釬焊系統(tǒng)，激光釬焊系統(tǒng)包括激光發(fā)生器、送粉裝置及與激光發(fā)生器相連的激光釬焊工作頭，激光釬焊工作頭外圍設(shè)有同軸噴嘴，送粉裝置包括相連的送粉器與粉斗，送粉器與同軸噴嘴相連；步驟5，將釬焊料置于送粉器粉斗中；步驟6，將激光釬焊工作頭與噴槍對(duì)準(zhǔn)金剛石工具基體表面；步驟7，啟動(dòng)激光釬焊系統(tǒng)，送粉器將釬焊粉經(jīng)同軸噴嘴送到金剛石工具基體表面，激光釬焊工作頭產(chǎn)生的聚焦激光束輻照金剛石工具基體表面，激光束熔化同軸釬焊粉，形成激光釬焊熔池，開啟金剛石顆粒送料器，金剛石磨粒經(jīng)噴槍噴射到激光釬焊熔池，激光束、同軸噴嘴與噴槍同步移動(dòng)，完成一層釬焊過(guò)程，得到一層金剛石磨粒層；步驟8，調(diào)小送粉器的送粉量，調(diào)低激光功率，關(guān)閉金剛石磨粒送料器，激光束熔化同軸釬焊粉，激光束、同軸噴嘴與噴槍同步移動(dòng)，在步驟7所述的金剛石磨粒層上表面形成薄的網(wǎng)狀激光釬焊層；步驟9，重復(fù)上述步驟8，直至在步驟7所述的金剛石磨粒層上表面形成多層薄的網(wǎng)狀激光釬焊層覆蓋金剛石磨粒形成金剛石復(fù)合層；步驟10，重復(fù)上述步驟7~9，獲得N-1層激光釬焊金剛石復(fù)合層；步驟11，重復(fù)上述步驟7，獲得第N層激光釬焊金剛石磨粒層，完成激光釬焊過(guò)程，制得具有N層金剛石磨粒的激光釬焊金剛石工具。
       2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟1中，還包括對(duì)基體的表面進(jìn)行除銹、拋光、打磨后，再用有機(jī)溶劑清洗。
       3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟3中，將金剛石磨粒置于料斗之前，采用濃度為8%的稀硫酸對(duì)金剛石磨粒進(jìn)行清洗并用去離子水漂洗后烘干。
       4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟6中，噴槍與金剛石工具基體表面所成夾角α為30°~75°。
       5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟6中，噴槍與激光釬焊工作頭相連，使得只需控制其中一個(gè)即能使兩者同步移動(dòng)。
       6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟5中，釬焊料通過(guò)如下方式得到：將稀土元素鑭和鈰以200：1混合經(jīng)高能球磨處理15小時(shí)后得到的混合粉末，加入鎳基釬料中。
       7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石工具的增材制造方法，其特征在于：步驟7中，噴射到釬焊熔池的金剛石磨粒與激光束中心保持一定距離δ。
       8.一種通過(guò)增材制造方法制得的金剛石工具，其特征在于：包括金剛石工具基體，基體上設(shè)有N層結(jié)構(gòu)，第1層到第N－1層為復(fù)合層，第N層為金剛石磨粒層，金剛石復(fù)合層包括一層金剛石磨粒層以及覆蓋金剛石磨粒的多層薄網(wǎng)狀激光釬焊層，每一金剛石磨粒層包括釬焊縫以及嵌設(shè)于釬焊縫中的金剛石磨粒，第一層釬焊于基體表面，第二層至第N－1層依次釬焊于上一層表面，第N層釬焊于第N－1層金剛石復(fù)合層表面。
       9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金剛石工具，其特征在于：釬焊縫材質(zhì)為鎳基釬料，還包括重量百分比為200：1的稀土元素鑭和鈰。