专利名称：一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法及加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超硬磨粒工具领域，具体涉及一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法及加热装置。
背景技术：
金刚石线锯技术是使用高硬度的金刚石作为磨料进行线切割的一种新技术，能够对硬脆材料进行精密、窄锯缝切割，且可实现成形加工。根据磨粒的类型，可分为游离磨粒和固结磨粒两类，随着加工技术的不断发展，固结磨料金刚石线锯以其切割时间短、切断加工效率高和环保等优势正逐渐代替游离磨粒线锯。目前常见的固结磨粒线锯的主要制备方法包括电镀、树脂以及机械碾压法，但上述几种线锯都存在着切割寿命短，加工效率低的问题。其核心问题是由于胎体对金刚石磨粒的把持力太弱。为了解决这些问题，有学者提出了利用钎焊方法来制备金刚石线锯。钎焊金刚石线锯是借助高温钎焊时在熔化的钎料在磨料和基体(线丝)之间发生的溶解、浸润、扩散、化合等相互作用，实现基体对磨粒的牢固把持。从而提供了线锯的使用寿命，提高了生产效率。与其它钎焊工具的制备相比，由于钎焊金刚石线锯所使用基体(线丝)具有直径细，长度长的特点，同时所使用的金刚石磨粒的粒径小，因此常规的钎焊加热方法在制备钎焊金刚石线锯时有种种弊端。例如，使用高频感应加热时，由于线径太细，导致难以在基体表面形成集肤效应，从而不能保证基体达到钎焊所需要的温度。使得所能制备的线锯丝的直径受到了高频频率的限制。一般而言，需要提高高频频率才有可能进一步提高高频感应的温度，但这无疑增加了设备投入。特别是随着技术的发展，线锯丝的直径越来越细，对设备的要求也就越来越高。再如，对于采用电阻炉辐射的炉中加热方式，由于升温速度慢，力口热时间长，使得线锯长时间暴露在高温环境下，对金刚石磨粒和线锯丝都会产生更大的热损伤。对于其它如激光加热，盐浴加热等方法，都存在着各自的问题。因此，依靠目前常规的加热方法，很难有效的实现对线锯丝的加热。
发明内容
为了克服现有的炉中加热与高频感应加热的不足，本发明的目的是提供一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法，该方法不仅能够在制备线锯时提供快的升温速率，减少加热时间，而且能使得线锯在加热过程中受热均勻。本发明的另一个目的是提供一种升温速率，减少加热时间，而且能使得线锯在加热过程中受热均勻的制备钎焊金刚石线锯的加热装置。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案—种制备钎焊金刚石线锯的加热方法，采用炉中加热与高频感应加热结合的方式，在高频感应圈内部放置具有中空容腔的感应介质，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝置于感应介质的中空容腔内，用高频感应圈作为最初发热源，由高频感应圈所形成的感应场直接对感应介质加热，使感应介质快速升温，从而使感应介质的中空容腔形成一个加热炉腔，利用该加热炉腔的温度实现对线锯丝的钎焊加热。一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置，包括高频感应圈和具有中空容腔的感应介质，感应介质放置于高频感应圈内部，且感应介质对应于高频感应圈的轴线方向的两端分别开设有通向上述中空容腔的小孔，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝由此小孔穿入或穿出上述中空容腔。上述感应介质包括感应介质本体和支撑机构，上述感应介质本体为轴向具有贯通孔的管状结构，上述支撑机构包括均由可耐高温的材料制成的支撑管、支撑垫圈和管塞，上述支撑管为一端密闭一端开口的管状结构，上述感应介质本体穿设于上述支撑管内，上述管塞与上述支撑管的开口相配合设置用以封闭此开口，上述支撑垫圈设置于上述支撑管内套设于上述感应介质本体外；上述小孔分别开设于上述支撑管的底部和上述管塞上并与上述贯通孔相对应设置。上述支撑垫圈的外径与上述支撑管的内径相适配。上述感应介质本体采用可感应加热的金属或非金属材料制成。上述可感应加热的金属材料采用镍基高温合金。上述可感应加热的非金属材料采用石墨。上述支撑管、上述支撑垫圈和上述管塞均由石英玻璃制成。采用上述方案后，本发明制备钎焊金刚石线锯的加热方法，集合了炉中加热与高频感应加热的优点，并且解决了两种加热方法中存在的缺点。首先，由于采用高频感应作为最初加热源，因此升温速度快，加热时间短，并且可以提供高的加热温度，满足钎焊线锯快速加热的要求；其次，采用加热炉腔作为传热载体，使得高频感应加热转变为热辐射加热， 突破了高频电源频率对工件直径的限制，使得细的钎焊线锯的制备成为可能；最后，采用辐射加热方式提高了工件受热的均勻性，提高钎焊金刚石线锯的性能。通过本发明所提出的加热方法，突破了高频感应的频率对钎焊线锯丝直径的限制，可有效的实现对线锯丝的钎焊制备。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的加热装置的结构示意图；图2是图1的轴向剖示图；图3是图1的左视图。
具体实施例方式本发明一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法，采用炉中加热与高频感应加热结合的方式，在高频感应圈内部放置具有中空容腔的感应介质，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝置于感应介质的中空容腔内，用高频感应圈作为最初发热源，由高频感应圈所形成的感应场直接对感应介质加热，使感应介质快速升温，从而使感应介质的中空容腔形成一个加热炉腔，利用该加热炉腔的温度实现对线锯丝的钎焊加热。本发明一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置，如图1-3所示，包括高频感应圈1和感应介质2，感应介质2穿设于高频感应圈1内部。
感应介质2包括采用感应介质本体21和支撑机构22。其中，感应介质本体21由可感应加热的金属或非金属材料制成，如，石墨或镍基高温合金；支撑机构22由可耐高温的材料制成，如石英玻璃。感应介质本体21采用轴向具有贯通孔211的石墨管。支撑机构22包括石英玻璃管221、石英玻璃垫圈222和石英玻璃管塞223。石英玻璃管221沿高频感应圈1的轴线方向穿设于高频感应圈1内部，石英玻璃管221 —端密闭另一端呈开口状，感应介质本体21装在石英玻璃管221内，且感应介质本体21的贯通孔 211沿石英玻璃管221的轴线方向设置，石英玻璃垫圈222同轴设置于石英玻璃管221内且石英玻璃垫圈222的外径与石英玻璃管221的内径相适配，石英玻璃管塞223与石英玻璃管221的开口相配合设置用以封闭此开口。石英玻璃垫圈222有两个，分别对应套设于感应介质本体21的轴向两端，对感应介质本体21进行支撑定位。为了更好地对感应介质本体21进行支撑定位，感应介质本体21的轴向两端分别设有缩径部，石英玻璃垫圈222相适配地套设于此缩径部上。石英玻璃管221的底部中部贯通开设有小孔224，石英玻璃管塞 223的中部贯通开设有小孔225，小孔224、小孔225和感应介质本体21的贯通孔211三者相对应设置。工作时，用高频感应圈1作为最初发热源，由高频感应圈1所形成的感应场直接对感应介质2加热，使感应介质2快速升温，从而使感应介质本体21的贯通孔211形成一个加热炉腔(通过石英玻璃管塞223塞住石英玻璃管221的开口来封闭此加热炉腔)，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝由石英玻璃管221的底部小孔224穿入感应介质本体21的贯通孔211内进行钎焊加热，钎焊后所得的钎焊金刚石线锯由石英玻璃管塞223中部的小孔 225穿出。采用上述方案后，本发明制备钎焊金刚石线锯的加热方法，集合了炉中加热与高频感应加热的优点，并且解决了两种加热方法中存在的缺点。首先，由于采用高频感应作为最初加热源，因此升温速度快，加热时间短，并且可以提供高的加热温度，满足钎焊线锯快速加热的要求；其次，采用加热炉腔作为传热载体，使得高频感应加热转变为热辐射加热， 突破了高频电源频率对工件直径的限制，使得细的钎焊线锯的制备成为可能；最后，采用辐射加热方式提高了工件受热的均勻性，提高钎焊金刚石线锯的性能。通过本发明所提出的加热方法，突破了高频感应的频率对钎焊线锯丝直径的限制，可有效的实现对线锯丝的钎焊制备。应该指出，虽然结合附图及优选实施例已对本发明做了详细描述，但本发明的构思并不局限于此，凡利用本发明的构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
1.一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法，其特征在于采用炉中加热与高频感应加热结合的方式，在高频感应圈内部放置具有中空容腔的感应介质，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝置于感应介质的中空容腔内，用高频感应圈作为最初发热源，由高频感应圈所形成的感应场直接对感应介质加热，使感应介质快速升温，从而使感应介质的中空容腔形成一个加热炉腔，利用该加热炉腔的温度实现对线锯丝的钎焊加热。
2.一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置，其特征在于包括高频感应圈和具有中空容腔的感应介质，感应介质放置于高频感应圈内部，且感应介质对应于高频感应圈的轴线方向的两端分别开设有通向上述中空容腔的小孔，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝由此小孔穿入或穿出上述中空容腔。
3.根据权利要求2所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置其特征在于上述感应介质包括感应介质本体和支撑机构，上述感应介质本体为轴向具有贯通孔的管状结构，上述支撑机构包括均由可耐高温的材料制成的支撑管、支撑垫圈和管塞，上述支撑管为一端密闭一端开口的管状结构，上述感应介质本体穿设于上述支撑管内，上述管塞与上述支撑管的开口相配合设置用以封闭此开口，上述支撑垫圈设置于上述支撑管内套设于上述感应介质本体外；上述小孔分别开设于上述支撑管的底部和上述管塞上并与上述贯通孔相对应设置。
4.根据权利要求3所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置其特征在于上述支撑垫圈的外径与上述支撑管的内径相适配。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置，其特征在于上述感应介质本体采用可感应加热的金属或非金属材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置其特征在于上述可感应加热的金属材料采用镍基高温合金。
7.根据权利要求5所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置其特征在于上述可感应加热的非金属材料采用石墨。
8.根据权利要求3所述的一种制备钎焊金刚石线锯的加热装置其特征在于上述支撑管、上述支撑垫圈和上述管塞均由石英玻璃制成。
全文摘要
本发明公开了一种制备钎焊金刚石线锯的加热方法和加热装置，其采用炉中加热与高频感应加热结合的方式，在高频感应圈内部放置具有中空容腔的感应介质，附有钎料和金刚石磨粒的线锯丝置于感应介质的中空容腔内，用高频感应圈作为最初发热源，由高频感应圈所形成的感应场直接对感应介质加热，使感应介质快速升温，从而使感应介质的中空容腔形成一个加热炉腔，利用该加热炉腔的温度实现对线锯丝的钎焊加热。采用上述方案后，本发明制备钎焊金刚石线锯的加热方法，集合了炉中加热与高频感应加热的优点，并且解决了两种加热方法中存在的缺点，能够在制备线锯时提供快的升温速率，减少加热时间，而且能使得线锯在加热过程中受热均匀。
文档编号C21D9/24GK102534168SQ20111045843
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者徐西鹏, 李永鹏, 苏玲玲, 黄辉 申请人:华侨大学