CN105058248A - 一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮 - Google Patents

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孙浩斌
孙积海
张华�
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Abstract

本发明涉及磨具磨料磨削技术领域，尤其是涉及一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮。其由以下重量份（单位：份）原料制成：表面镀钛金刚石磨料50-70，锡粉4-10，铜粉10-20，铝粉10-18，二氧化硅11-18，氧化硼5-10，氧化锌5-8，氧化钙2-6，镧粉0.01-1，氧化铝1-4。金刚石表面镀钛抗氧化；钛在后续反应中缓慢溶解于结合剂中，与金刚石磨料间形成过渡层，提高结合剂对磨料把持力；加镧粉，有效提高砂轮胎体力学性能，改善和强化胎体材料对金刚石粘结强度；加氧化铝，起造孔作用；本发明既保持陶瓷结合剂砂轮自锐性好，又有金属结合剂砂轮刚性高、形状保持好特点；配方协同，使砂轮成形性好，使用寿命长。

Description

一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮
技术领域
本发明涉及磨具磨料磨削技术领域，尤其是涉及一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮。
背景技术
砂轮是磨削的主要工具，它是由磨料和结合剂构成的多孔物体。以金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷粉作为结合剂，制成的中央有通孔的圆形固结磨具称作金刚石砂轮。由于金刚石磨料所具有的硬度高、抗压强度高、耐磨性好等特性，使得金刚石磨具在磨削加工中成为磨削硬脆材料及硬质合金的理想工具。随着科技发展，对金刚石砂轮的性能要求越来越高：要求砂轮的切削力好，锋利；又要要求砂轮的形状保持性好，可持续加工；同时，还要求砂轮能够耐高压、耐强力挤压。陶瓷砂轮锋利性好，自锐性高，但是耐热性低，耐磨性不足，难修整；金属金刚石砂轮虽然形状保持性好，但是自锐性差，无法满足持续加工的需求。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，其具有良好的力学性能和自锐性，对金刚石把持力高，成形性好，使用寿命长。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量份的原料制成：
表面镀钛金刚石磨料50-70份
锡粉4-10份
铜粉10-20份
铝粉10-18份
二氧化硅11-18份
氧化硼5-10份
氧化锌5-8份
氧化钙2-6份
镧粉0.01-1份
氧化铝1-4份。
本发明的复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备方法如下：
（1）制备混合粉末：将二氧化硅、氧化硼、氧化锌、氧化钙按照配比充分混合后，将混合后的粉末再进行球磨后，过325目标准筛，制得混合粉末1；
（2）熔炼玻璃：将步骤（1）制得的混合粉末1置于电炉中1700℃熔炼3h，急冷，得到微晶玻璃块体；
（3）制备陶瓷粉：将步骤（2）制得的微晶玻璃块体于球磨机中破碎10h后，再过325目标准筛，即制得陶瓷粉；
（4）混合：将锡粉、铜粉、铝粉、镧粉、陶瓷粉按配比放入真空球磨机中，球磨20-30h，得到金属陶瓷混合粉末2；将混合粉末2放置在真空箱中静置24h后，取出过325目标准筛，得到金属陶瓷结合剂；将金属陶瓷结合剂与表面镀钛金刚石磨料置入球磨机中混合均匀，之后过200目标准筛，在向其中添加氧化铝，混合后再过200目标准筛，得到砂轮混合料；
（5）加工：将砂轮混合料缓慢均匀地投入已与砂轮基体配置好的模具内，并刮平，置入液压机中，于100MPa下冷压出模，得到砂轮冷压胚体；将所得的砂轮冷压胚体置于真空热压机中进行真空热压烧结：首先加热至200-300℃，保温30-40min；再在20-30min内升温至500℃，然后分段升温至700-800℃，保温3-4h，烧结时压力为40MPa；冷却后出模得到砂轮成形体；
（6）包装：将检验合格的砂轮成形体在车床和磨床上加工至规定的合格形状和尺寸，包装，入库，得复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮。
本发明的有益效果是，一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，表面镀钛的金刚石，其抗氧化性能好；钛在后续反应中的化合物通过扩散等缓慢溶解于结合剂中，在结合剂与金刚石磨料间形成过渡层，提高结合剂对金刚石磨料的把持力；加入镧粉，可有效提高砂轮胎体的力学性能，改善和强化胎体材料对金刚石的粘结强度；加入氧化铝空心球，起造孔作用；本发明既保持了陶瓷结合剂金刚石砂轮的自锐性好的特点，又有金属结合剂金刚石砂轮的刚性高、形状保持好特点；此配方协同，使得砂轮具有良好的力学性能和自锐性，对金刚石的把持力高，成形性好，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以实施例。
一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，由以下重量份的原料制成：表面镀钛金刚石磨料50份
锡粉7份
铜粉15份
铝粉14份
二氧化硅15份
氧化硼8份
氧化锌7份
氧化钙4份
镧粉0.03份
氧化铝4份。
本发明的复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备方法如下：
（1）制备混合粉末：将二氧化硅、氧化硼、氧化锌、氧化钙按照配比充分混合后，将混合后的粉末再进行球磨后，过325目标准筛，制得混合粉末1；
（2）熔炼玻璃：将步骤（1）制得的混合粉末1置于电炉中1700℃熔炼3h，急冷，得到微晶玻璃块体；
（3）制备陶瓷粉：将步骤（2）制得的微晶玻璃块体于球磨机中破碎10h后，再过325目标准筛，即制得陶瓷粉；
（4）混合：将锡粉、铜粉、铝粉、镧粉、陶瓷粉按配比放入真空球磨机中，球磨20h，得到金属陶瓷混合粉末2；将混合粉末2放置在真空箱中静置24h后，取出过325目标准筛，得到金属陶瓷结合剂；将金属陶瓷结合剂与表面镀钛金刚石磨料置入球磨机中混合均匀，之后过200目标准筛，在向其中添加氧化铝，混合后再过200目标准筛，得到砂轮混合料；
（5）加工：将砂轮混合料缓慢均匀地投入已与砂轮基体配置好的模具内，并刮平，置入液压机中，于100MPa下冷压出模，得到砂轮冷压胚体；将所得的砂轮冷压胚体置于真空热压机中进行真空热压烧结：首先加热至200-300℃，保温30min；再在30min内升温至500℃，然后分段升温至700-800℃，保温4h，烧结时压力为40MPa；冷却后出模得到砂轮成形体；
（6）包装：将检验合格的砂轮成形体在车床和磨床上加工至规定的合格形状和尺寸，包装，入库，得复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮。

Claims (2)

1.一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：表面镀钛金刚石磨料50-70份，锡粉4-10份，铜粉10-20份，铝粉10-18份，二氧化硅11-18份，氧化硼5-10份，氧化锌5-8份，氧化钙2-6份，镧粉0.01-1份，氧化铝1-4份。
2.根据权利要求1所述的一种复合金属陶瓷结合剂金刚石砂轮，其特征在于，由以下重量份的原料制成：表面镀钛金刚石磨料50份，锡粉7份，铜粉15份，铝粉14份，二氧化硅15份，氧化硼8份，氧化锌7份，氧化钙4份，镧粉0.03份，氧化铝4份。
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