CN105922146A - 金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属结合剂金刚石砂轮片，具体说是金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其包括将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨；然后将混合球磨后的物料筛分，得到混合料；再将混合料置于模具中进行烘干；然后置于炉内进行烧结，待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。本发明采用镍铬合金为结合剂，碳化硅为填料，辅以碳酸氢钠，并在真空条件制备金属结合剂金刚石砂轮片，其工艺流程较短，设备成本低，且制备的金刚石砂轮片与同类的工艺相比质量较好，有利于工业化生产。

Description

金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法
技术领域
本发明涉及金属结合剂金刚石砂轮片，具体说是金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法。
背景技术
近年来，随着科技的进步，人们对生产工具的要求向着高效率、高寿命高、高经济性的方向发展，在很多领域普通材料的工具已经不能满足劳动者日益提高的要求，所以以金刚石为代表的金刚石磨削工具发展迅速，其应用已经渗透到机械加工、汽车制造、航空航天、生物、医疗器具、电子信息、建筑、交通、地质采矿等领域。
目前，绝大部分人工合成的金刚石都为粉末状或细小的颗粒状，为了利用金刚石进行高精度，高效率磨削加工，通常采用结合剂将金刚石磨粒粘结起来并制成具有一定强度和形状的模具，以便于安装在各种磨床上进行磨削加工。与其他磨料如刚玉、碳化硅相比，用金刚石模具进行磨削时，其具有磨削效率高、使用寿命长、磨削力小，磨削温度低、磨削精度高等优点。但，现有的以金属材料为结合剂制备金刚石砂轮磨料的工艺过程较为复杂、生产成本高，不便工业生产中大量应用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种工艺较为简单的金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法。
本发明采用的技术方案为：金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其包括以下步骤：
（1）将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨；
（2）然后将混合球磨后的物料筛分，得到混合料；
（3）再将混合料置于模具中进行烘干；
（4）然后置于炉内进行烧结，待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。
作为优选，混合料中金刚石磨料占70—80wt%，镍铬合金粉占15—25wt%，碳化硅粉占3—8wt%，碳酸氢钠粉占1—3wt%。
作为优选，筛分采用300目筛子。
作为优选，所述模具采用石墨模具。
作为优选，烘干以80℃的温度烘干5—10min。
作为优选，烧结在真空下进行。
作为优选，烧结时先以4—7℃/min的升温速率升温至950—1100℃，然后保温30—50min，最后随炉冷却。
作为优选，所述镍铬合金粉中铬的含量为30—40wt%。
从以上技术方案可知，本发明采用镍铬合金为结合剂，碳化硅为填料，辅以碳酸氢钠，并在真空条件制备金属结合剂金刚石砂轮片，其工艺流程较短，设备成本低，且制备的金刚石砂轮片与同类的工艺相比质量较好，有利于工业化生产。
具体实施方式
下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其包括以下步骤：
首先，将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨，使物料混合均匀，且达到符合要求的粒度；本发明中镍铬合金作为结合剂，使金刚石磨粒粘结起来，提高金刚石磨料的把持力；碳化硅作为辅助磨料，可减轻砂轮堵塞，有利于金刚石砂轮的自锐性，从而改善砂轮性能和节约成本；碳酸氢钠在加工工程中由于加热而发生分解，产生二氧化碳气体，该气体在砂轮内部无法逸出，形成气孔，气孔可容纳磨削过程中产生的碎屑，从而提高磨削效率。
物料混合球磨后，采用300目筛子进行分筛，去除较大的颗粒，保证制备砂轮的质量，在混合料中应保证金刚石磨料占70—80wt%，镍铬合金粉占15—25wt%，其中铬的含量为30—40wt%，碳化硅粉占3—8wt%，碳酸氢钠粉占1—3wt%，这样才能制备较高质量的砂轮片。
得到混合料后，将其置于石墨模具中以80℃的温度烘干5—10min，保证混合料的质量成分；同时，由于石墨线膨胀系数小，耐热冲击性好，在高温下模具的几何尺寸稳定，易获得较高精度的成型制品；且石墨是一种非金属导电材料，具有低的摩擦系数，具有自润滑效果，易于脱模。
物料装模烘干以后，置于炉内进行真空烧结，烧结时先以4—7℃/min的升温速率升温至950—1100℃，然后保温30—50min，再随炉冷却；待冷却后卸模，得到高质量的金属结合剂金刚石砂轮片。
实施例1
将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨，再采用300目筛子进行分筛，保证分筛的混合料中金刚石磨料占72wt%，镍铬合金粉占17wt%（铬的含量为30wt%），碳化硅粉占8wt%，碳酸氢钠粉占3wt%；再将混合料置于石墨模具中以80℃的温度烘干5min，然后置于炉内进行真空烧结，烧结时先以4℃/min的升温速率升温至1100℃，然后保温30min，再随炉冷却；待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。测试该砂轮片得到：抗弯强度为76.5MPa，硬度为46HV；在nw=1000rpm、ns=150rpm、Vf=0.002mm/min、纯水磨削液的条件下，磨削比为52。
实施例2
将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨，再采用300目筛子进行分筛，保证分筛的混合料中金刚石磨料占70wt%，镍铬合金粉占25wt%（铬的含量为35wt%），碳化硅粉占4wt%，碳酸氢钠粉占1wt%；再将混合料置于石墨模具中以80℃的温度烘干8min，然后置于炉内进行真空烧结，烧结时先以5℃/min的升温速率升温至1100℃，然后保温40min，再随炉冷却；待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。测试该砂轮片得到：抗弯强度为89.8MPa，硬度为65HV；在nw=1000rpm、ns=150rpm、Vf=0.002mm/min、纯水磨削液的条件下，磨削比为65。
实施例3
将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨，再采用300目筛子进行分筛，保证分筛的混合料中金刚石磨料占80wt%，镍铬合金粉占15wt%（铬的含量为40wt%），碳化硅粉占3wt%，碳酸氢钠粉占2wt%；再将混合料置于石墨模具中以80℃的温度烘干10min，然后置于炉内进行真空烧结，烧结时先以7℃/min的升温速率升温至1000℃，然后保温50min，再随炉冷却；待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。测试该砂轮片得到：抗弯强度为75.6MPa，硬度为50HV；在nw=1000rpm、ns=150rpm、Vf=0.002mm/min、纯水磨削液的条件下，磨削比为54。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其包括以下步骤：
（1）将金刚石磨料、镍铬合金粉、碳化硅粉和碳酸氢钠粉混合球磨；
（2）然后将混合球磨后的物料筛分，得到混合料；
（3）再将混合料置于模具中进行烘干；
（4）然后置于炉内进行烧结，待冷却后卸模，得到金属结合剂金刚石砂轮片。
2.根据权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：混合料中金刚石磨料占70—80wt%，镍铬合金占15—25wt%，碳化硅粉占3—8wt%，碳酸氢钠粉占1—3wt%。
3.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：筛分采用300目筛子。
4.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：所述模具采用石墨模具。
5.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：烘干以80℃的温度烘干5—10min。
6.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：烧结在真空下进行。
7.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：烧结时先以4—7℃/min的升温速率升温至950—1100℃，然后保温30—50min，最后随炉冷却。
8.如权利要求1所述金属结合剂金刚石砂轮片的加工方法，其特征在于：所述镍铬合金粉中铬的含量为30—40wt%。
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