CN104531068A - 一种超硬磨料的涂覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超硬CBN磨料的涂覆方法，属于磨料的表面处理技术领域，利用新型水基无机高分子聚合铝硅酸盐（如聚硅酸钙铝）作为涂覆原料。聚硅酸钙铝聚合物缩聚成高分子,聚合度较高，完全是由Si、Al、O元素等链节通过共价键或离子键构成的，形成以环状链构成的连续三维网络构架,具有有机化合物和无机化合物的共同特点，与超硬磨料之间的结合力较强；而且该涂覆原料固化后有少量体积收缩，可以使之紧密包裹于磨料。本发明提供一种制造成本低，制备工艺简单的涂覆方法，能有效的提高超硬磨粒与结合剂的把持力，提高磨具使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于磨料的表面处理技术领域，具体涉及一种超硬磨料的涂覆方法。
背景技术
为了提高超硬磨具的使用性能，目前发展形成了一系列超硬材料表面处理技术对超硬材料表面处理，如电镀、化学镀、盐浴镀敷真空物理气象沉淀（PVD）以及涂覆刚玉等。随着技术的不断发展，原有的涂覆技术一直在改进并完善，新的涂覆技术不断出现，形成了适用于不同工具种类和结合剂类型的一系列表面处理工艺技术。
电镀、化学镀产品减缓了热冲击性，但容易使磨具变钝，降低自锐性；盐浴镀覆温度高，镀后分离工艺复杂，镀覆成本较高；PVD方法设备昂贵，操作复杂，单次镀覆量低，难以实现工业化；涂覆刚玉处理后的磨料表面长满了小刺，提高了磨料与结合剂的结合强度，然而镀敷成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超硬磨料的涂覆方法。
基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种超硬磨料的涂覆方法，包括如下步骤：
（1）混合：将超硬磨料立方氮化硼颗粒和无机高分子聚合铝硅酸盐按质量比10:2~5混合，研磨均匀，将混合料加热至35—45℃，搅拌至半干状态（这个半干状态是指在下一道“制粒”过筛时体系不会有液体流出但又发粘）；
（2）制粒：根据立方氮化硼颗粒的粒度选择合适的筛网，将混合料过筛三遍或四遍，用筛网将混合料筛松，并制粒；
（3）干燥：制粒后的样品室温放置至少48h或在65—75℃烘箱中烘干10—15h；
（4）烧结：将干燥后的样品700—750℃烧结1.5—2h，然后球磨10-15min破碎，制得超硬磨料涂覆产品。
所述聚合铝硅酸盐为聚硅酸钙铝，粘均分子量为2000。
本发明的涂覆方法得到的超硬磨料：
①从外观上看，磨料表面镀覆了一层无机高分子粘结剂，使原来光滑的磨料表面，变得凸凹不平，有利于结合剂对磨料的把持。
②从扫描电镜看，且对干燥后的涂覆磨料进行研磨，发现磨粒分散后粘结剂的断裂并没有呈现从磨粒表面整体脱落的现象，说明镀覆层与磨粒结合良好，结合强度较高。
③将制得的涂覆产品用于磨具制造中，制得的磨具磨削效率和磨削寿命提高15%左右。
本发明利用新型水基无机高分子聚合铝硅酸盐（如聚硅酸钙铝）作为涂覆原料。聚硅酸钙铝聚合度较高，完全是由Si、Al、O元素等链节通过共价键或离子键构成的，形成以环状链构成的连续三维网络构架,具有有机化合物和无机化合物的共同特点，其与超硬磨料之间的结合力较强。而且该涂覆原料固化后有少量体积收缩，可以使之紧密包裹磨料。本发明提供一种制造成本低、制备工艺简单的涂覆方法，能有效的提高超硬磨粒与结合剂的把持力，提高磨具的磨削效率和使用寿命。
附图说明
图1是实施例1的涂覆后的磨料的扫描电镜图；
图2是实施例1的涂覆后的磨料结合界面的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步地详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种超硬磨料的涂覆方法，包括如下步骤：
（1）混合：将超硬磨料立方氮化硼颗粒和无机高分子聚硅酸钙铝（粘均分子量为2000）按质量比10:2混合，研磨均匀，将混合料加热至40℃，搅拌至半干状态；
（2）制粒：根据立方氮化硼颗粒的粒度选择合适的筛网，将混合料过筛三遍，用筛网将混合料筛松，并制粒；
（3）干燥：制粒后的样品室温放置48h；
（4）烧结：将干燥后的样品700℃烧结2h，然后球磨15min破碎，制得超硬磨料涂覆产品。
涂覆后超硬磨料的扫描电镜图如图1、图2所示，从扫描电镜看（对干燥后的涂覆磨料进行研磨），发现磨粒分散后粘结剂的断裂并没有呈现从磨粒表面整体脱落的现象，说明镀覆层与磨粒结合良好，结合强度较高。
实施例2
一种超硬磨料的涂覆方法，包括如下步骤：
（1）混合：将超硬磨料立方氮化硼颗粒和无机高分子聚硅酸钙铝（粘均分子量为2000）按质量比10:5混合，研磨均匀，将混合物加热至45℃，搅拌至半干状态；
（2）制粒：根据立方氮化硼颗粒的粒度选择合适的筛网，将混合料过筛四遍，用筛网将混合料筛松，并制粒；
（3）干燥：制粒后的样品在70℃烘箱中烘干12h；
（4）烧结：将干燥后的样品750℃烧结1.5h，然后球磨10min破碎，制得超硬磨料涂覆产品。
实施例3
一种超硬磨料的涂覆方法，包括如下步骤：
（1）混合：将超硬磨料立方氮化硼颗粒和无机高分子聚硅酸钙铝（粘均分子量为2000）按质量比10:2混合，研磨均匀，将混合料加热至35℃，搅拌至半干状态；
（2）制粒：根据立方氮化硼颗粒的粒度选择合适的筛网，将混合料过筛三遍，用筛网将混合料筛松，并制粒；
（3）干燥：制粒后的样品在75℃烘箱中烘干15h；
（4）烧结：将干燥后的样品700℃烧结2h，然后球磨10min破碎，制得超硬磨料涂覆产品。
Claims (3)
1. 一种超硬磨料的涂覆方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）混合：将超硬磨料立方氮化硼颗粒和无机高分子聚合铝硅酸盐按质量比10:2~5混合，研磨均匀，干燥；
（2）制粒：根据立方氮化硼颗粒的粒度选择合适的筛网，将混合料过筛三遍或四遍，用筛网将混合料筛松，并制粒；
（3）干燥：制粒后的样品室温放置至少48h或在65—75℃烘箱中烘干10—15h；
（4）烧结：将干燥后的样品700—750℃烧结1.5—2h，然后球磨10-15min破碎，制得超硬磨料涂覆产品。
2. 根据权利要求1所述的超硬磨料的涂覆方法，其特征在于，所述步骤（1）中聚合铝硅酸盐为聚硅酸钙铝，粘均分子量为2000。
3. 根据权利要求1所述的超硬磨料的涂覆方法，其特征在于，所述步骤（1）中的干燥是指将混合料加热至35—45℃，搅拌至半干状态。
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