CN101934500B - 金刚石磨块及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种金刚石磨块，包括设置在卡座上的刀头，刀头的物料组份中包含有铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉、镍粉和金刚石。刀头的物料组份按重量百分比计，铁硅预合金粉为10～25％，铁铜预合金粉为30-50％，镍粉为1～15％，铜锡预合金粉为10～40％，该四种物料混合成混合物后，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中。铁硅预合金粉中的铁和硅的重量百分比为8～9∶1。铁铜预合金粉中的铁和铜的重量百分比为2～3∶1。铜锡预合金粉中的铜和锡的重量百分比为4～6∶1。本发明具有结构简单合理、烧结时间短、生产效率高、使用寿命长、质量稳定性好、适用范围广的特点。

Description

金刚石磨块及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种金刚石磨块及其制作方法。
背景技术
中国专利文献号CN 101407045A于2009年4月15日公开了一种金刚石磨块及制备方法，其特征在于：制备工艺为：a.选料，胎体粉末选用Fe-Cu-Sn超细预合金粉末，其费氏粒度为2～5μm，成分按质量百分比为：含Fe量30％～60％；含Cu量30％-40％，含锡量10％～30％；选用Ⅰ型料、Ⅱ型料或两者混合使用的低品级金刚石，根据磨块粗磨或细磨等级，金刚石粒度为100目～500目；b.混料，用混料机将胎体粉末与金刚石按比例混合，金刚石占混合料质量比2.5％-4.5％；c..凝胶注模成形，首先配置无毒凝胶注模体系预混液，配置方法是在每升去离子水中加入淀粉10～20g，聚乙烯毗咯烷酮15～30g，聚丙烯酸5～10g，甘油3～6g，异辛醇3～6g；然后按每公斤混合料加入150-200ml预混液，通过搅拌制成浆料；最后使用压注机将浆料注入塑料模具中，在80℃～90℃下保温20分钟，然后冷却至室温干燥24～48小时，得到磨块坯体；d.无压烧结，将干燥后的坯体在烧结炉内氢气气氛中，于700～800℃保温30～60min；e.组装，将10～30个烧结刀头用环氧树脂粘结组装到一起，磨块按粗磨、细磨等级编号为：36#，46#，60#，80#，120#，150#，180#，240#。这种金刚石磨块的制作工艺比较复杂，烧结时间长，生产效率低，产品的使用寿命也比较短。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、制作工艺简单、烧结时间短、生产效率高、使用寿命长、适用范围广的金刚石磨块及其制作方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种金刚石磨块，包括设置在卡座上的刀头，其特征是刀头的物料组份中包含有铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉、镍粉和金刚石。
所述刀头的物料组份按重量百分比计，铁硅预合金粉为10～25％，铁铜预合金粉为30-50％，镍粉为1～15％，铜锡预合金粉为10～40％，该四种物料混合成混合物后，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中。
所述铁硅预合金粉中的铁和硅的重量百分比为8～9∶1。
所述铁铜预合金粉中的铁和铜的重量百分比为2～3∶1。
所述铜锡预合金粉中的铜和锡的重量百分比为4～6∶1。
所述铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、镍粉和铜锡预合金粉的粉料纯度大于99.6％，粒度细于200目；金刚石的粒度为25～325目。
一种金刚石磨块的制作方法，其特征是包括以下步骤：
第一步，混料，按上述比例先称取铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和镍粉，制得混合物，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中，制得混合料，再往混合料中添加液体石蜡，最后在三维混料机中混合均匀，制得待用料，其中，液体石蜡的用料为混合料总重量的0.2～0.4％；
第二步，制粒，在上述混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，然后制成粒径为0.4mm～1.2mm的颗粒；制粒剂的用量占混合物总重量的1～2.5％；
第三步，冷压成型，把上述制得的颗粒投入到冷压模具内，然后以25～40KN/cm2的压力冷压成型为半成品；
第四步，热压，把冷压成型后的半成品和装有螺钉的铁板一同装入热压模框内，以750～900℃的温度和3～4kN/cm2的压力在热压机内保温4～6min，制得刀头；
第五步，装配，首先将上述冷却后的刀头打磨边角毛刺，然后与卡座(2)、橡胶垫进行装配，制得金刚石磨块；
第六步，开刃，将金刚石磨块六个一组在外圆磨床上开刃，去除金属氧化皮，露出金刚石。
所述制粒剂的物料组份包括异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600。
所述异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600的重量百分比为25～40∶3～7∶0.5～1.5。
本发明通过在刀头的物料组份中添加铁硅预合金粉，降低了刀头烧结时的温度，减少高温对金刚石的影响，提高金刚石磨块的自锐性，金刚石磨块的磨削效率得到了提高；通过在刀头的物料组份中添加铁铜预合金粉和铜锡预合金粉可防止成分的偏析，提高胎体组织结构的均匀性和热压的可压制性，金刚石磨块的使用寿命得到了延长、产品质量更加稳定。
本发明具有结构简单合理、烧结时间短、生产效率高、使用寿命长、质量稳定性好、适用范围广的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例剖视结构示意图。
图2为热压模框装配时的局部剖视结构示意图。
图3为图2中的A-A向剖视结构示意图。
图中：1为螺钉，2为卡座，3为铁板，4为刀头，5为热压模框，6为锁紧钢板，7为隔热板，8为模具上压头，9为模具下压头。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图3，本金刚石磨块包括设置在卡座2上的刀头4，刀头的物料组份中包含有铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉、镍粉和金刚石。刀头的物料组份按重量百分比计，铁硅预合金粉为10～25％，铁铜预合金粉为30-50％，镍粉为1～15％，铜锡预合金粉为10～40％，该四种物料混合成混合物后，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中。
铁硅预合金粉中的铁和硅的重量百分比为8～9∶1。铁铜预合金粉中的铁和铜的重量百分比为2～3∶1。铜锡预合金粉中的铜和锡的重量百分比为4～6∶1。铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、镍粉和铜锡预合金粉的粉料纯度大于99.6％，粒度细于200目；金刚石的粒度为25～325目。
第一实施例
第一步，首先称取铁硅预合金粉为20克，铁铜预合金粉为40克，镍粉为15克，铜锡预合金粉为25克，制得混合物；然后称取金刚石4.5克，金刚石的粒度为70/80。将金刚石投入到混合物中，制得混合料，再往混合料中添加液体石蜡，最后在三维混料机中混合均匀，制得待用料，其中，液体石蜡的用量为混合料总重量的0.2～0.4％。
第二步，制粒，在上述混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，然后制成粒径为0.4mm～1.2mm的颗粒。制粒剂的物料组份包括异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600。其中，异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600的重量百分比为25～40∶3～7∶0.5～1.5。其中，制粒成型剂GB600可由德国飞羽公司生产提供。
第三步，冷压，把上述制得的颗粒投入到刀头的冷压模具内，然后以25～40KN/cm2的压力冷压成型为半成品。
第四步，热压，把冷压成型后的半成品和装有螺钉1的铁板3一同装入热压模框5内，以750～900℃的温度和3～4KN/cm2的压力在热压机内保温4～6min，制得刀头。
第五步，装配，首先将上述冷却后的刀头打磨边角毛刺，然后与卡座2、橡胶垫进行装配，制得金刚石磨块。
第六步，开刃，将金刚石磨块六个一组在外圆磨床上开刃，去除金属氧化皮，露出金刚石。
第二实施例
第一步，首先称取铁硅预合金粉为15克，铁铜预合金粉为42克，镍粉为8克，铜锡预合金粉为35克，制得混合物；然后称取金刚石4.2克，金刚石粒度为100/120。将金刚石投入到混合物中，制得混合料，再往混合料中添加液体石蜡，最后在三维混料机中混合均匀，制得待用料，其中，液体石蜡的用量为混合料总重量的0.2～0.4％。
其余未述部分见第一实施例，不再重复。

Claims (2)

1.一种金刚石磨块，包括设置在卡座(2)上的刀头(4)，其特征是刀头的物料组份中包含有铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉、镍粉和金刚石；所述刀头的物料组份按重量百分比计，铁硅预合金粉为10～25％，铁铜预合金粉为30-50％，镍粉为1～15％，铜锡预合金粉为10～40％，该四种物料混合成混合物后，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中；所述铁硅预合金粉中的铁和硅的重量百分比为8～9∶1；所述铁铜预合金粉中的铁和铜的重量百分比为2～3∶1；所述铜锡预合金粉中的铜和锡的重量百分比为4～6∶1；所述铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、镍粉和铜锡预合金粉的粉料纯度大于99.6％，粒度细于200目；金刚石的粒度为25～325目。
2.一种根据权利要求1所述金刚石磨块的制作方法，其特征是包括以下步骤：
第一步，混料，按上述比例先称取铁硅预合金粉、铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和镍粉，制得混合物，金刚石按混合物总重量的3.5～5.5％的比例投入到混合物中，制得混合料，再往混合料中添加液体石蜡，最后在三维混料机中混合均匀，制得待用料，其中，液体石蜡的用料为混合料总重量的0.2～0.4％；
第二步，制粒，在上述混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，然后制成粒径为0.4mm～1.2mm的颗粒；制粒剂的用量占混合物总重量的1～2.5％；
第三步，冷压成型，把上述制得的颗粒投入到冷压模具内，然后以25～40KN/cm2的压力冷压成型为半成品；
第四步，热压，把冷压成型后的半成品和装有螺钉(1)的铁板(3)一同装入热压模框(5)内，以750～900℃的温度和3～4kN/cm2的压力在热压机内保温4～6min，制得刀头；
第五步，装配，首先将上述冷却后的刀头打磨边角毛刺，然后与卡座(2)、橡胶垫进行装配，制得金刚石磨块；
第六步，开刃，将金刚石磨块六个一组在外圆磨床上开刃，去除金属氧化皮，露出金刚石；
其中，所述制粒剂的物料组份包括异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600；所述异丙醇、丙酮和制粒成型剂GB600的重量百分比为25～40∶3～7∶0.5～1.5。
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