CN102862127B - 一种金属—树脂复合材料及制备工艺 - Google Patents

一种金属—树脂复合材料及制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种金属—树脂复合材料，所述复合材料由下述重量比的金属结合剂和树脂结合剂组成，其中：金属结合剂85%—95%，树脂材料5%—15%；所述金属结合剂包括重量比为70%—80%的铜、3%—10%的锌、3%—10%的锡、1%—5%的铅，以及0%—20%的铝、0%—20%的镍、0%—20%的铁；所述树脂结合剂取自聚酰亚胺、酚醛树脂或环氧树脂中的任一种。按上述配比将原料经过球磨、混合、冷压成型及真空热压工艺。本发明可以解决纯金属结合剂粘性大不易出刃，易堵塞，烧伤工件，而树脂结合剂热分解温度低，耐热性差等缺点。

Description

一种金属—树脂复合材料及制备工艺
技术领域
    本发明涉及超硬磨料磨具磨削技术，具体说是涉及一种金属—树脂复合材料及制备工艺。
背景技术
随着工业技术的发展，高速、高效、高精密磨削已成为当今磨削加工技术发展的主流，而超硬磨料磨具磨削作为一种先进的加工技术，其应用领域不断扩大，已从对难磨金属材料的加工发展到轴承、汽车、机床等普通黑色金属以及陶瓷、石材等非金属材料的加工，大有取代普通磨具的趋势。
当前，对材料的切割，研磨，抛光等使用最多的就是金属结合剂超硬磨具和树脂结合剂超硬磨具。金属结合剂的优点：结合力强，韧性好。树脂结合剂的优点：结合力强，自锐性好，磨削锋利，磨削产热少，加工表面质量高。
     上述两种结合剂存在的主要问题是：金属结合剂存在粘性大，易堵塞，烧伤工件，而树脂结合剂热分解温度低，耐热性差。另外在工艺上，树脂结合剂不导电，无法像金属结合剂磨具那样采用热压烧结，其强度，硬度，致密度等大大降低，而且由于本身缺点使得这种产品只能适用于一般磨削加工，对于精密磨削，高精密磨削难以满足要求。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种金属—树脂复合材料及制备工艺。本发明的材料可作为超硬材料磨具的结合剂，它克服了纯金属结合剂粘性大，易堵塞，烧伤工件，树脂结合剂分解温度低，耐热性差的缺点，兼具有金属结合剂磨削寿命长、耐热性好、强度高和树脂结合剂磨削锋利、自锐性好的优点。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的金属—树脂复合材料由下述重量比的金属结合剂和树脂结合剂组成，其中：金属结合剂85%—95%，树脂材料5%—15%；所述金属结合剂包括重量比为70%—80%的铜、3%—10%的锌、3%—10%的锡、1%—5%的铅，以及0%—20%的铝、0%—20%的镍、0%—20%的铁；所述树脂结合剂取自聚酰亚胺、酚醛树脂或环氧树脂中的任一种。
所述的金属—树脂复合材料的制备方法的步骤如下：
a、按重量比取金属粉末放入真空球磨机中球磨24~48小时，充分混合均匀；
b、按重量比取树脂结合剂粉末与步骤a所得的金属粉末混合均匀；
c、在压力为1.4~1.6KN/cm2的条件下将步骤b所得混合粉末进行冷压成型，然后在干燥箱中保温固化，最后在压力为1.4~1.6KN/cm2 、温度为400～600℃的条件下在热压烧结机中加热到进行烧结加压成型。
本发明的有益效果如下：
1、在磨削性能上，本发明的产品即保持了金属结合剂磨具使用寿命长，磨具本身尺寸性状稳定，能保证非高的加工精度的优点；又克服了金属结合剂粘性大，易堵塞，树脂结合剂耐热性差的问题。
2、大大提高了超硬磨具在超高精密磨削中的加工性能。
3、在制造工艺上由于低熔点金属结合剂中加入了树脂结合剂，使得烧结温度大大降低，生产成本降低，提高了产品的利润空间和市场竞争力，另外地烧结温度减少了烧结过程中对超硬磨料的损害，使得产品质量更加稳定。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步描述：
实施例1
a、按重量比取金属结合剂85%，按重量比取金属粉末放入真空球磨机中球磨24小时，充分混合均匀；所述金属结合剂材料组成为（重量比）：铜73%，锡5%，锌5%，铅2.5%，镍14.5%；
b、按重量比取树脂结合剂粉末15%与步骤a所得的金属粉末混合均匀；
c、在压力为1.5KN/cm2的条件下将步骤b所得混合粉末进行冷压成型，然后在干燥箱中保温固化，最后在压力为1.5KN/cm2 、温度为500℃的条件下在热压烧结机中加热到进行烧结加压成型。
产品特点：锋利度好，适合磨削脆硬性材料。
实施例2 
a、按重量比取金属结合剂90%，按重量比取金属粉末放入真空球磨机中球磨24小时，充分混合均匀；所述金属结合剂材料组成为（重量比）：铜73%，锡5%，锌5%，铅2.5%，铝14.5%；
b、按重量比取树脂结合剂粉末10%与步骤a所得的金属粉末混合均匀；
c、在压力为1.5KN/cm2的条件下将步骤b所得混合粉末进行冷压成型，然后在干燥箱中保温固化，最后在压力为1.5KN/cm2 、温度为480℃的条件下在热压烧结机中加热到进行烧结加压成型。
产品特点：锋利度好，适用范围广。
实施例3
a、按重量比取金属结合剂90%，按重量比取金属粉末放入真空球磨机中球磨24小时，充分混合均匀，并进行混合；所述金属结合剂材料组成为（重量比）：铜70%，锡10%，锌10%，铅2.5%，铁7.5%；
b、按重量比取树脂结合剂粉末10%与步骤a所得的金属粉末混合均匀；
c、在压力为1.5KN/cm2的条件下将步骤b所得混合粉末进行冷压成型，然后在干燥箱中保温固化，最后在压力为1.5KN/cm2 、温度为480℃的条件下在热压烧结机中加热到进行烧结加压成型。
产品特点：锋利度好，适用范围广。

Claims (1)

1.一种金属—树脂复合材料，其特征在于：所述复合材料由下述重量比的金属结合剂和树脂结合剂组成，其中：金属结合剂85%—95%，树脂材料5%—15%；所述金属结合剂包括重量比为70%—80%的铜、3%—10%的锌、3%—10%的锡、1%—5%的铅，以及0%—20%的铝、0%—20%的镍、0%—20%的铁；所述树脂结合剂取自聚酰亚胺、酚醛树脂或环氧树脂中的任一种；所述复合材料的制备方法步骤如下：
a、按重量比取金属粉末放入真空球磨机中球磨24~48小时，充分混合均匀；
b、按重量比取树脂结合剂粉末与步骤a所得的金属粉末混合均匀；
c、在压力为1.4~1.6KN/cm2的条件下将步骤b所得混合粉末进行冷压成型，然后在干燥箱中保温固化，最后在压力为1.4~1.6KN/cm2 、温度为400～500℃的条件下在热压烧结机中加热到进行烧结加压成型。
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