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       申请号：201710398156.3
       申请人：长沙理工大学
       发明人：张明军 李晋禹 胡永乐 唐昆 张健 毛聪

       摘要： 本发明涉及一种金刚石工具的增材制造方法，先形成一层金刚石磨粒层，再在该金刚石磨粒层上表面形成薄激光钎焊层，重复直至金刚石磨粒层上表面形成多层薄激光钎焊层覆盖金刚石磨粒；重复上述步骤，获得N‑1层激光钎焊金刚石磨粒层；获得第N层激光钎焊金刚石磨粒层，完成激光钎焊过程，制得具有N层磨粒的激光钎焊金刚石工具。本发明还涉及一种通过上述方法制得的金刚石工具。在本发明中，采用旁轴喷射金刚石磨粒进行多层激光钎焊，避免了钎焊时金刚石磨粒烧损氧化和石墨化，提高了激光钎焊金刚石砂轮的使用寿命，易于实现磨料有序排布和自动化生产。        主权利要求：1.一种金刚石工具的增材制造方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，提供金刚石工具基体；步骤2，提供喷射系统，喷射系统包括依次相连的送料器料斗、金刚石磨粒送料器、喷枪；步骤3，提供金刚石磨粒，将金刚石磨粒置于送料器料斗中；步骤4，提供激光钎焊系统，激光钎焊系统包括激光发生器、送粉装置及与激光发生器相连的激光钎焊工作头，激光钎焊工作头外围设有同轴喷嘴，送粉装置包括相连的送粉器与粉斗，送粉器与同轴喷嘴相连；步骤5，将钎焊料置于送粉器粉斗中；步骤6，将激光钎焊工作头与喷枪对准金刚石工具基体表面；步骤7，启动激光钎焊系统，送粉器将钎焊粉经同轴喷嘴送到金刚石工具基体表面，激光钎焊工作头产生的聚焦激光束辐照金刚石工具基体表面，激光束熔化同轴钎焊粉，形成激光钎焊熔池，开启金刚石颗粒送料器，金刚石磨粒经喷枪喷射到激光钎焊熔池，激光束、同轴喷嘴与喷枪同步移动，完成一层钎焊过程，得到一层金刚石磨粒层；步骤8，调小送粉器的送粉量，调低激光功率，关闭金刚石磨粒送料器，激光束熔化同轴钎焊粉，激光束、同轴喷嘴与喷枪同步移动，在步骤7所述的金刚石磨粒层上表面形成薄的网状激光钎焊层；步骤9，重复上述步骤8，直至在步骤7所述的金刚石磨粒层上表面形成多层薄的网状激光钎焊层覆盖金刚石磨粒形成金刚石复合层；步骤10，重复上述步骤7~9，获得N-1层激光钎焊金刚石复合层；步骤11，重复上述步骤7，获得第N层激光钎焊金刚石磨粒层，完成激光钎焊过程，制得具有N层金刚石磨粒的激光钎焊金刚石工具。
       2.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤1中，还包括对基体的表面进行除锈、抛光、打磨后，再用有机溶剂清洗。
       3.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤3中，将金刚石磨粒置于料斗之前，采用浓度为8%的稀硫酸对金刚石磨粒进行清洗并用去离子水漂洗后烘干。
       4.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤6中，喷枪与金刚石工具基体表面所成夹角α为30°~75°。
       5.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤6中，喷枪与激光钎焊工作头相连，使得只需控制其中一个即能使两者同步移动。
       6.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤5中，钎焊料通过如下方式得到：将稀土元素镧和铈以200：1混合经高能球磨处理15小时后得到的混合粉末，加入镍基钎料中。
       7.根据权利要求1所述的金刚石工具的增材制造方法，其特征在于：步骤7中，喷射到钎焊熔池的金刚石磨粒与激光束中心保持一定距离δ。
       8.一种通过增材制造方法制得的金刚石工具，其特征在于：包括金刚石工具基体，基体上设有N层结构，第1层到第N－1层为复合层，第N层为金刚石磨粒层，金刚石复合层包括一层金刚石磨粒层以及覆盖金刚石磨粒的多层薄网状激光钎焊层，每一金刚石磨粒层包括钎焊缝以及嵌设于钎焊缝中的金刚石磨粒，第一层钎焊于基体表面，第二层至第N－1层依次钎焊于上一层表面，第N层钎焊于第N－1层金刚石复合层表面。
       9.根据权利要求8所述的金刚石工具，其特征在于：钎焊缝材质为镍基钎料，还包括重量百分比为200：1的稀土元素镧和铈。