一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法

摘要

本发明公开了一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法，特点是先通过感应加热的方法使金刚石磨头的磨料层与基体之间产生微小的间隙，然后通过扭转和拉拔使磨料层与基体之间彻底分离；优点是由于利用了感应加热的方法来加热磨料层，使其受热膨胀并与基体之间产生微小间隙，然后用第二夹具夹紧磨料层的端部保持磨料层不动，并通过第一夹具以顺时针和逆时针方向交替扭转基体，使磨料层与基体之间产生松动，进一步促进磨料层与基体的分离，整个加热分离过程速度快，效率高，基体与磨料层的表面氧化少，节约了能源，而且感应加热的方法具有精确的加热深度和加热温度，使整个加热过程易于控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀金刚石磨头，尤其涉及一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法。

背景技术

电镀金刚石磨头是通过电镀的方法，将金刚石磨粒固结在基体上制作而成的一种金刚石工具。金刚石磨头主要用于对硬脆材料如硬质合金、玻璃、陶瓷等的内圆磨削加工，它主要由金属基体和磨料层两部分组成，而磨料层是电镀金刚石磨头的主要工作部分，它包含金刚石磨粒和结合剂镀层两部分，一般选用镍镀层或镍钴镀层作为结合剂固结金刚石磨粒。当金刚石磨头被多次使用后，金刚石磨粒被磨损且磨料层变薄，残留有金刚石磨粒的磨头便失去切削能力而报废，但是由于金刚石磨粒比较昂贵，且磨头基体的制造也需要消耗材料和成本，因此通常对报废后的金刚石磨头加以回收利用。

目前，广泛采用酸蚀法回收金刚石磨头，这种方法利用酸溶解磨料层的镀层金属，从而回收金刚石磨粒，但是酸蚀法存在腐蚀性强，回收效率低等现象，在溶解镀层金属的同时对磨头的基体也有腐蚀，使基体不能被再利用，且在回收过程中产生大量有害气体，污染环境、危害操作人员的健康，不符合绿色再制造的原则；也有利用电解法回收金刚石磨粒，在回收过程中先将磨料层和基体通过多次加热与水冷的方法进行物理分离，然后对分离后的磨料层进行电解回收，此方法虽然可使基体和金刚石磨粒全部被回收再利用，但是通过电炉加热与水冷的方法分离磨料层和基体，加热和分离的速度慢，时间长，效率低，而且磨料层和基体的表面被氧化的程度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加热分离速度快、效率高且可使磨料层和基体的表面氧化少的电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法，它包括以下步骤：

(1)、按顺序依次放置好第一夹具、支架、第二夹具和感应加热器上的感应线圈，并固定好支架、第二夹具和感应线圈，同时调整支架上的通孔尺寸，使通孔的直径小于磨头磨料层的外径，略大于磨头基体的直径；

(2)、将待回收的金刚石磨头的磨料层悬空伸入感应线圈中，使其与感应线圈之间保持1.5～5mm的间隙，然后将基体的一端依次穿过第二夹具、支架的通孔以及第一夹具，并用第一夹具夹紧基体的端部；

(3)、设置感应加热器的输出电流频率范围为100～1200Hz，输出电压范围为70～550V，输出功率范围为10～100kW，对磨料层的加热时间为1～10s，使磨料层的感应加热温度上升到300～550℃；

(4)、加热结束后，通过第一夹具和第二夹具对基体进行扭转和拉拔，使磨料层从基体上脱落。

实现所述的步骤(4)的具体过程如下：

(4.1)、加热结束后，迅速向远离支架的方向移动第一夹具，使其拉动基体，当磨料层离开感应线圈移动到第二夹具的位置时停止移动第一夹具；

(4.2)、用第二夹具夹紧磨料层的端部并保持磨料层不动，然后通过第一夹具以顺时针和逆时针方向交替扭转基体至少一次，使磨料层与基体之间产生松动；

(4.3)、松开第二夹具，向远离支架的方向移动第一夹具，使其拉动基体，当磨料层的端面接触到支架后，继续向同方向拉动基体，直至磨料层从基体上脱落，实现磨料层与基体的彻底分离。

上述方法中，利用感应线圈对磨料层进行感应加热的工作原理是当感应线圈中流过一定频率的交流电流时，就会产生相同频率的交变磁通，交变磁通又在磨料层的金属中产生感应电势，从而产生感应电流和热量，实现对磨料层金属的加热；而且由于感应加热具有集肤效应，所谓集肤效应即磨料层的金属横截面上的电流密度呈不均匀分布，最大的电流密度出现在磨料层金属横截面的表层，并以指数函数规律向内部衰减，因此，通过感应加热可以做到在短时间内迅速加热磨料层金属，而与磨料层结合部分的磨头基体的温升很小，在短时间内磨料层受热膨胀，而基体不膨胀，使磨料层与基体之间产生微小间隙。

与现有技术相比，本发明的优点是由于利用了感应加热的方法来加热磨料层，使其受热膨胀并与基体之间产生微小间隙，然后用第二夹具夹紧磨料层的端部保持磨料层不动，并通过第一夹具以顺时针和逆时针方向交替扭转基体，使磨料层与基体之间产生松动，进一步促进磨料层与基体的分离，整个加热分离过程速度快，效率高，基体与磨料层的表面氧化少，节约了能源，而且感应加热的方法具有精确的加热深度和加热温度，使整个加热过程易于控制；此外，通过本方法对磨头的基体与磨料层进行分离后，对基体、磨料层中的金刚石磨粒和镀层金属的二次使用性能均无影响，实现了对基体、金刚石磨粒和镀层金属的回收再利用。

附图说明

图1为本发明加热分离的装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法，它包括以下步骤：

(1)、按顺序依次放置好第一夹具6、支架2、第二夹具5和感应加热器(图中未显示)上的感应线圈4，并固定好支架2、第二夹具5和感应线圈4，同时调整支架2上的通孔21的尺寸，使通孔21的直径小于磨头磨料层3的外径，略大于磨头基体1的直径；

(2)、取基体1为35号钢、镀层金属32为镍、金刚石磨粒31的粒度号为120/140的待回收金刚石磨头，将金刚石磨头的磨料层3悬空伸入感应线圈4中，使其与感应线圈4之间保持1.5mm的间隙，然后将基体1的一端依次穿过第二夹具5、支架2的通孔21以及第一夹具6，并用第一夹具6夹紧基体1的端部；

(3)、设置感应加热器的输出电流频率范围为200Hz，输出电压范围为150V，输出功率范围为10kW，对磨料层3的加热时间为8s，使磨料层3的感应加热温度上升到300℃；

(4)、加热结束后，迅速向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3离开感应线圈4移动到第二夹具5的位置时停止移动第一夹具6；

(5)、用第二夹具5夹紧磨料层3的端部并保持磨料层3不动，然后通过第一夹具6以顺时针和逆时针方向交替扭转基体1两次，使磨料层3与基体1之间产生松动；

(6)、松开第二夹具5，向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3的端面接触到支架2后，继续向同方向拉动基体1，直至磨料层3从基体1上脱落，实现磨料层3与基体1的彻底分离。

实施例二：一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法，它包括以下步骤：

(1)、按顺序依次放置好第一夹具6、支架2、第二夹具5和感应加热器(图中未显示)上的感应线圈4，并固定好支架2、第二夹具5和感应线圈4，同时调整支架2上的通孔21的尺寸，使通孔21的直径小于磨头磨料层3的外径，略大于磨头基体1的直径；

(2)、取基体1为35号钢、镀层金属32为镍、金刚石磨粒31的粒度号为120/140的待回收金刚石磨头，将金刚石磨头的磨料层3悬空伸入感应线圈4中，使其与感应线圈4之间保持2mm的间隙，然后将基体1的一端依次穿过第二夹具5、支架2的通孔21以及第一夹具6，并用第一夹具6夹紧基体1的端部；

(3)、设置感应加热器的输出电流频率范围为600Hz，输出电压范围为350V，输出功率范围为50kW，对磨料层3的加热时间为5s，使磨料层3的感应加热温度上升到450℃；

(4)、加热结束后，迅速向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3离开感应线圈4移动到第二夹具5的位置时停止移动第一夹具6；

(5)、用第二夹具5夹紧磨料层3的端部并保持磨料层3不动，然后通过第一夹具6以顺时针和逆时针方向交替扭转基体1一次，使磨料层3与基体1之间产生松动；

(6)、松开第二夹具5，向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3的端面接触到支架2后，继续向同方向拉动基体1，直至磨料层3从基体1上脱落，实现磨料层3与基体1的彻底分离。

实施例三：一种电镀金刚石磨头磨料层与基体的分离方法，它包括以下步骤：

(1)、按顺序依次放置好第一夹具6、支架2、第二夹具5和感应加热器(图中未显示)上的感应线圈4，并固定好支架2、第二夹具5和感应线圈4，同时调整支架2上的通孔21的尺寸，使通孔21的直径小于磨头磨料层3的外径，略大于磨头基体1的直径；

(2)、取基体1为35号钢、镀层金属32为镍、金刚石磨粒31的粒度号为120/140的待回收金刚石磨头，将金刚石磨头的磨料层3悬空伸入感应线圈4中，使其与感应线圈4之间保持3mm的间隙，然后将基体1的一端依次穿过第二夹具5、支架2的通孔21以及第一夹具6，并用第一夹具6夹紧基体1的端部；

(3)、设置感应加热器的输出电流频率范围为1000Hz，输出电压范围为450V，输出功率范围为80kW，对磨料层3的加热时间为3s，使磨料层3的感应加热温度上升到500℃；

(4)、加热结束后，迅速向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3离开感应线圈4移动到第二夹具5的位置时停止移动第一夹具6；

(5)、用第二夹具5夹紧磨料层3的端部并保持磨料层3不动，然后通过第一夹具6以顺时针和逆时针方向交替扭转基体1两次，使磨料层3与基体1之间产生松动；

(6)、松开第二夹具5，向远离支架2的方向移动第一夹具6，使其拉动基体1，当磨料层3的端面接触到支架2后，继续向同方向拉动基体1，直至磨料层3从基体1上脱落，实现磨料层3与基体1的彻底分离。