平頂化金剛石釬焊制品及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種平頂化金剛石釬焊制品，包括具有平整表面的基體，所述基體的表面均布釬焊有構成單層結構的若干金剛石顆粒，所述各金剛石顆粒背向基體的頂面在同一平面上或近似在同一平面上，從而形成制品表面，所述制品表面與基體表面平行或近似平行。本發明還涉及上述制品的制備方法。本發明還涉及上述制品的應用。本發明將金剛石顆粒釬焊至基體表面并使顆粒的頂面共面或近似共面使之成為平頂化的制品表面，當制品和制品表面用于磨削加工和砂輪修整時有利于提高加工精度和表面質量，當用于導熱散熱時，克服了制造難度大、成本高的問題，而且該制品的制備方法簡單方便，有利于大面積的推廣至社會。本發明可應用于金剛石釬焊制品。
【專利說明】平頂化金剛石釬焊制品及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種平頂化金剛石釬焊制品及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 金剛石在釬焊時形成高于金剛石顆粒50%以上的出刃高度，釬焊金剛石工具擁有 比其它如金屬結合劑燒結金剛石工具、樹脂結合劑金剛石工具、陶瓷結合劑金剛石工具以 及電鍍金剛石工具更高的鋒利度，有利于提高工具的加工效率，而且釬焊時金剛石與釬焊 合金形成的冶金結合使得金剛石的結合強度也高于其他結合劑的金剛石工具，可以保證工 具具有較好的壽命。
[0003] 現有的有關釬焊金剛石工具多以石材粗加工工具、修整工具居多。然而目前釬焊 金剛石工具多使用粗粒度金剛石，由于釬焊工藝以及金剛石在釬焊高溫的石墨化問題，粗 粒度的金剛石加工的精度和表面質量也難以保證。
[0004] 另一方面，金剛石擁有極商的熱導率，最商可達2000W/m. K，如果可以使用金剛石 及其制品用于芯片及電子設備的散熱，將極大提高芯片及電子設備的散熱效率，因此金剛 石是一種極具前景的導熱和散熱材料。
[0005] 在導熱散熱方面，目前制備的用于散熱的CVD金剛石薄膜成本較高，難以制備大 尺寸的薄膜，而且難以加工成型。此外還有其它金剛石與銅燒結后的鉆銅散熱材料，這需要 燒結體內的金剛石相互接觸，并排列一致，提高了散熱材料的制造成本。
【發明內容】
[0006] 為了克服上述技術問題，本發明的目的在于提供一種精度高、成本低的平頂化金 剛石釬焊制品以及該制品的制備方法和應用。
[0007] 本發明所采用的技術方案是： 一種平頂化金剛石釬焊制品，包括具有平整表面的基體，所述基體的表面均布釬焊有 構成單層結構的若干金剛石顆粒，所述各金剛石顆粒背向基體的頂面在同一平面上或近似 在同一平面上，從而形成制品表面，所述制品表面與基體表面平行或近似平行。
[0008] 作為上述技術方案的進一步改進，所述金剛石顆粒具有完整晶型。粗粒度的完整 晶型金剛石強度高、石墨化影響相對較小、容易進行有序排布。
[0009] 作為上述技術方案的進一步改進，所述金剛石顆粒的粒度范圍為18/20目? 70/80目，基體表面分布金剛石顆粒的面積占10%?80%。
[0010] 本發明還提供一種平頂化金剛石釬焊制品的制備方法，將若干金剛石顆粒有序排 布在基體表面然后進行至少包括釬焊的處理，使各金剛石顆粒的頂面在同一平面上或趨于 在同一平面上，從而形成平頂化的制品表面，且制品表面與基體表面平行或近似平行。
[0011] 作為上述技術方案的進一步改進，對制品表面進行研磨加工，以獲得更高的平整 度和平面度。
[0012] 本發明還提供一種磨削工具，包括至少一組平頂化金剛石釬焊制品，各組制品的 制品表面形成磨削面，且各組制品的制品表面共面或大致共面。
[0013] 本發明還提供一種砂輪修整工具，與砂輪接觸的修整面為平頂化金剛石釬焊制品 的制品表面。
[0014] 本發明還提供一種導熱散熱器件，與熱源接觸的導熱散熱面為平頂化金剛石釬焊 制品的制品表面，所述基體為金屬導熱體。
[0015] 本發明的有益效果是：本發明將完整晶型的金剛石顆粒釬焊至基體表面使得顆粒 的頂面共面或近似共面使之成為平頂化的制品表面，當制品和制品表面用于磨削加工或者 砂輪修整時有利于提高加工精度和表面質量，當用于導熱散熱時，克服了制造難度大、成本 高的問題，而且該制品的制備方法簡單方便，有利于大面積的推廣至社會。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0017] 圖1是本發明制備方法的示意圖； 圖2是磨削工具的主視圖； 圖3是磨削工具的剖面示意圖； 圖4是砂輪修整工具的主視圖； 圖5是砂輪修整工具的俯視圖； 圖6是導熱散熱器件的主視圖； 圖7是導熱散熱器件的左視圖。
【具體實施方式】
[0018] 如圖1所示的平頂化金剛石釬焊制品的制備方法，包括以下幾個步驟： (1) 選用金屬作為基體1，將基體1表面加工平整，使之成為一個平面； (2) 在基體1表面使用粘結劑均勻涂布一層銀基或銅基或鎳基釬焊合金粉末，釬焊合 金粉末層的厚度范圍在〇. 05?0. 5mm ; (3) 使用有序排布的方法將完整晶型(主要呈6-8面體）的人造金剛石顆粒2均勻分布 在基體1的表面，金剛石顆粒2的粒度范圍為18/20目到70/80目，基體1表面分布金剛石 顆粒2的面積占10%?90% ; (4) 把（1) (2) (3)處理好后的金剛石制品放入真空釬焊爐中，針對不同的釬焊合金選 用不同的釬焊溫度，進行釬焊。釬焊后完整晶型的金剛石顆粒2背向基體1的頂面共面或 大致共面從而形成制品表面，該制品表面與基體1表面平行或近似平行； (5) 使用金剛石研磨盤3對釬焊后的金剛石制品表面進行研磨加工，這樣獲得的平頂 化的金剛石制品可以獲得更高的平整度、平面度和一致性的表面平頂化。
[0019] 如圖2和圖3所示的磨削工具，包括一個基座4,基座4表面固定連接有多塊基體 101，各基體101成圓形布置。每個基體101上設有一個金剛石單層，該金剛石單層由若干 具有完整晶型的金剛石磨粒201構成。金剛石磨粒201的粒度為18/20目，基體101表面 分布金剛石磨粒201的面積占80%。
[0020] 該磨削工具的制造方法如下： (1)選用普通鋼材作為基體101，將基體101表面加工平整，使之成為一個平面； (2) 在基體101表面使用粘結劑均勻涂布一層釬焊合金粉末； (3) 使用有序排布的方法將完整晶型的人造金剛石磨粒201均勻分布在基體101的表 面； (4) 把（1) (2) (3)處理好后的制品釬焊。釬焊后完整晶型的金剛石磨粒201背向基 體101的頂面共面或大致共面從而形成制品表面，該制品表面與基體101表面平行或近似 平行； (5) 使用金剛石研磨盤對釬焊后的金剛石制品表面進行研磨加工，這樣獲得的平頂化 的金剛石制品可以獲得更高的平整度、平面度和一致性的表面平頂化。
[0021] (6)各基體101安裝在基座4上，并使各基體101對應的制品表面共面或大致共 面，從而形成磨削面。
[0022] 如圖4和圖5所示的砂輪修整工具，包括一個圓柱體5,圓柱體5的頂端固定連接 有一個基體111，基體111上設有一個金剛石單層，該金剛石單層由若干具有完整晶型的金 剛石磨粒211構成。金剛石磨粒211的粒度范圍為18/20目至70/80目基體111表面分布 金剛石磨粒211的面積占50?80%。
[0023] 該砂輪修整工具的制造方法如下： (1) 選用普通鋼材作為基體111，將基體111表面加工平整，使之成為一個平面； (2) 在基體111表面使用粘結劑均勻涂布一層鎳基釬焊合金粉末； (3) 使用有序排布的方法將完整晶型的人造金剛石磨粒211均勻分布在基體111的表 面； (4) 把（1) (2) (3)處理好后的制品釬焊。釬焊后完整晶型的金剛石磨粒211背向基 體111的頂面共面或大致共面從而形成制品表面，該制品表面與基體111表面平行或近似 平行； (5) 使用金剛石研磨盤對釬焊后的金剛石制品表面進行研磨加工，這樣獲得的平頂化 的金剛石制品可以獲得更高的平整度、平面度和一致性的表面平頂化。
[0024] (6)基體111安裝在圓柱體5上，使制品表面形成與砂輪接觸的修整面。
[0025] 如圖6和圖7所示的導熱散熱器件，包括作為基體的散熱板121，散熱板121上設 有一個金剛石單層，該金剛石單層由若干具有完整晶型的金剛石磨粒構成。金剛石磨粒的 粒度為18/20至70/80目，基體（1)表面分布金剛石磨粒的面積占70?90%。
[0026] 該導熱器的制造方法如下： (1) 選用純銅或銅合金作為散熱板121，將散熱板121表面加工平整，使之成為一個平 面； (2) 在散熱板121表面使用粘結劑均勻涂布一層銅基釬焊合金粉末； (3) 使用有序排布的方法將完整晶型的人造金剛石導熱粒221均勻分布在散熱板121 的表面； (4) 把（1) (2) (3)處理好后的制品釬焊。釬焊后完整晶型的金剛石導熱粒221背向 散熱板121的頂面共面或大致共面從而形成制品表面，該制品表面與散熱板121表面平行 或近似平行； (5) 使用金剛石研磨盤對釬焊后的金剛石制品表面進行研磨加工，這樣獲得的平頂化 的金剛石制品可以獲得更高的平整度、平面度和一致性的表面平頂化。
[0027] (6)制品表面與熱源接觸從而形成導熱散熱面。
[0028] 以上所述只是本發明優選的實施方式，其并不構成對本發明保護范圍的限制。
【權利要求】
1. 一種平頂化金剛石釬焊制品，包括具有平整表面的基體，其特征在于：所述基體的 表面均布釬焊有構成單層結構的若干金剛石顆粒，所述各金剛石顆粒背向基體的頂面在同 一平面上或近似在同一平面上，從而形成制品表面，所述制品表面與基體表面平行或近似 平行。
2. 根據權利要求1所述的平頂化金剛石釬焊制品，其特征在于：所述金剛石顆粒具有 完整晶型。
3. 根據權利要求1或2所述的平頂化金剛石釬焊制品，其特征在于：所述金剛石顆粒 的粒度范圍為18/20目?70/80目，基體表面分布金剛石顆粒的面積占10%?90%。
4. 一種權利要求1至3任一項所述的平頂化金剛石釬焊制品的制備方法，其特征在于： 將若干金剛石顆粒有序排布在基體表面然后進行至少包括釬焊的處理，使各金剛石顆粒的 頂面在同一平面上或趨于在同一平面上，從而形成平頂化的制品表面，且制品表面與基體 表面平行或近似平行。
5. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：對制品表面進行研磨加工，以獲得更 高的平整度和平面度。
6. -種磨削工具，其特征在于：包括至少一組如權利要求1至3中任一項所述的制品， 各組制品的制品表面形成磨削面，且各組制品的制品表面共面或近似共面。
7. -種砂輪修整工具，其特征在于：與砂輪接觸的修整面為權利要求1至3中任一項 所述制品的制品表面。
8. -種導熱散熱器件，其特征在于：與熱源接觸的導熱散熱面為權利要求1至3中任 一項所述制品的制品表面，所述基體為金屬導熱體。
【文檔編號】H05K7/20GK104117933SQ201410279719
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】張鳳林, 歐陽承達 申請人:廣東工業大學