CN107214632B - 一种人造石金属布拉材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造石金属布拉材料，包括结合剂和磨料，磨料为金刚石、碳化硅和白刚玉，结合剂为Fe、Cu、Ni和Sn，结合剂还包括Co、Zn、Cr和Ti。本发明提供一种耐磨性能、锋利性、稳定性、机械强度、抗冲击性能和使用性能均显著提高的人造石金属布拉，使用寿命大大延长，磨抛连续性强，效率显著提高，而且环保无污染。

Description

一种人造石金属布拉材料
技术领域
本发明涉及人造石英石、人造岗石压制成型粗磨的技术领域，具体涉及一种使用寿命长、锋利度好的人造石金属布拉材料。
背景技术
人造石是由天然碎石、石英砂等与树脂、填料、颜料和固化剂等组成的一种新型的复合材料。相比天然石材、陶瓷等传统建材，人造石不但功能多样，颜色丰富，应用范围也更加广泛。人造石无毒性、无放射性，阻燃、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养、无缝拼接。
因此，近年来人造石行业发展很迅速，也带动了人造石加工工具的发展，加工方式趋向于机械化、自动化。
目前市场上未专门针对人造石开发的布拉，大多根据石材布拉进行稍微调整，作为人造石的磨抛工作，但是由于人造石和天然石材性质的差异，造成这类布拉在实际使用过程中，锋利度差，加工效率低，耐磨性弱，寿命短等问题。
然而，目前人们还未开发出行之有效的解决手段以满足人造石的磨抛生产线的要求。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，在人造石大板压制成型之后，首先要用金属环形磨块和金属马蹄形磨块进行定厚，消除表面大的凹凸不平，使人造石板材厚度尺寸均一，接下来开始使用人造石金属布拉进行粗磨，磨平定厚时造成的粗划痕，为下道工序人造石树脂布拉中磨做准备，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性能、锋利性、稳定性、机械强度、抗冲击性能和使用性能均显著提高的人造石金属布拉材料，使用寿命大大延长，磨抛连续性强，效率显著提高，而且环保无污染。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种人造石金属布拉材料，包括结合剂和磨料，磨料为金刚石、碳化硅和白刚玉，结合剂为Fe、Cu、Ni和Sn，结合剂还包括Co、Cr和Ti。
进一步，结合剂还包括Zn。
进一步，其各组分及质量百分百比如下：金刚石，其含量在2～6％，碳化硅，其含量在2～8％，白刚玉，其含量在1～3％，Fe：其含量在25～45％，Cu：其含量为15～35％，Ni：其含量为3～10％，Sn：其含量为2～10％，Co：其含量为2～8％，Zn：其含量为2～8％，Cr：其含量为1～5％，Ti：其含量为1～3％。
进一步，金刚石粒度为80#～325#。
进一步，所述人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度80#～140#)，4％，碳化硅(粒度240#以细)，5％，白刚玉(粒度240#以细)，2％，Fe：40％，Cu：30％，Ni：8％，Sn：5％，Co：3％，Cr：2％，Ti：1％。
进一步，所述人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度140#～230#)，3.5％，碳化硅(粒度300#以细)，6％，白刚玉(粒度300#以细)，2％，Fe：36％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：6％，Co：3.5％，Zn：3％，Cr：2％，Ti：1％。
进一步，所述人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度230#～325#)，3％，碳化硅(粒度400#以细)，6％，白刚玉(粒度400#以细)，3％，Fe：30.5％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：7％，Co：4％，Zn：6％，Cr：2.5％，Ti：1％。
采用上述方案后，由于人造石由天然碎石、石英砂等与树脂、填料、颜料和固化剂等组成，其质地的不均匀性显然会比天然石材更大，对磨削工具的要求也与天然石材存在着较大差异，因此本发明在结合剂的选用上结合人造石的这一特点，选择以铁基为主，同时添加铜合金，兼顾锋利度和耐磨性，并且具有一定的抗蚀性和密实性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，为本发明的较佳实施例，本发明所揭示的是一种人造石金属布拉材料，其包括结合剂和磨料，磨料为金刚石、碳化硅和白刚玉。
金刚石是主要磨料，起最大的磨削作用，价格昂贵，重量比2～4％；金刚石粒度范围为80/100到325/400。碳化硅形状不规则，比较脆，磨抛时出刃快，作为辅助金刚石的磨料能起到增强锋利的效果，重量比2～8％；白刚玉形状较为规则，重量比1～3％能，弱化胎体成分，提高脆性，增加金刚石工具的锋利度，提高磨削性能的耐磨度。
结合剂为Fe、Cu、Ni和Sn，结合剂还包括Co、Zn、Cr和Ti。
Fe：作为结合剂，其含量在25～45％，不仅能够强化胎体，并且对金刚石具有一定的润湿性，使胎体具有一定的黏结强度，可以在一定程度上取代同族元素Co，大大降低金刚石工具的成本。
Cu：结合剂，含量为15～35％，配合Sn作为青铜基结合剂加入，由于其具有较低的熔点，足够的强度以及令人满意的可烧结成形性。
Ni：结合剂和添加剂，添加了为3～10％，具有良好的延展性、韧性和抗氧化性，并且可以与Cu无线互溶，同时还可以与Fe具有较好的相容性，对金刚石也有较好的润湿性。
Sn：降低表面张力，改善粘性金属对金刚石的润湿性，并且与Cu形成青铜合金，与Fe形成合金并伴随中间化合物的产生，增加合金的锋利度。添加量为2～10％
Co：既可以作为骨架相，也可以作为粘结相，是目前粘结金刚石最好的结合剂，添加量为2～8％。Co的线膨胀系数几乎与金刚石的相当，能够提高胎体对金刚石的把持能力。
Zn：降低烧结温度，提高成形性，同时可以与Fe形成中间化合物，提高金刚石的出刃，添加量为0～8％。是否添加Zn需要根据具体情况来分析，因为其添加是起到辅助作用，增加脆性，而在粒度较粗的金刚石胎体里非必须添加成分。
Cr：微量添加，铜合金体系中典型的具有沉淀强化效果和细晶强化效果的元素，合金经过热处理后具有较高的强度和硬度，添加量为1～5％。
Ti：提高胎体对金刚石的润湿性，增强其对金刚石的把持力，添加量为1～3％。
布拉在工作过程中，其运动轨迹是由横梁摆动、布拉跟着磨头转动和布拉摆动三者综合作用导致的，由于人造石是以树脂作为粘结剂，因此布拉在磨削人造石时，磨料以回旋切削和压碎为主，所受的冲击力较小，因此本专利产品，针对人造石的这一特点，在Fe-Cu-Ni-Sn的基础上，通过Co来确保胎体具有一定强度及与金刚石的把持力，用Zn提高产品的烧结性，同时提高产品脆性，并添加少量的Cr和Ti元素，提高胎体对金刚石的润湿性，并在一定程度上弱化胎体，保证产品在磨削人造石时的锋利度。
此外本发明在磨料的选择上，针对人造石中含有树脂等有机材料，除了金刚石外，还添加了碳化硅和白刚玉，保证了产品的耐磨性，同时避免了人造石磨削过程中的刮花现象，并且对胎体起到一定的弱化效果，提高了胎体的脆性，有利于在人造石磨削过程中金刚石的出刃，因此还能在一定程度上保证产品的锋利度。对于磨削人造石，不但具有很好的锋利度，同时还具有寿命长的特点，磨抛连续性强。
实施例一
一种人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度80#～140#)，4％，碳化硅(粒度240#以细)，5％，白刚玉(粒度240#以细)，2％，Fe：40％，Cu：30％，Ni：8％，Sn：5％，Co：3％，Cr：2％，Ti：1％。
采用上述比例的金属布拉，其硬度85～100HRB，强度为500～750MPa，其人造石的走速为1.2m/min，磨削寿命可达20～25天。
实施例二
一种人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度140#～230#)，3.5％，碳化硅(粒度300#以细)，6％，白刚玉(粒度300#以细)，2％，Fe：36％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：6％，Co：3.5％，Zn：3％，Cr：2％，Ti：1％。
采用上述比例的金属布拉，其硬度在85～100HRB，强度为450～700MPa，其人造石的走速为1.2m/min，磨削寿命可达25～30天。
实施例三
一种人造石金属布拉材料，各组分及质量百分百比如下：金刚石(粒度230#～325#)，3％，碳化硅(粒度400#以细)，6％，白刚玉(粒度400#以细)，3％，Fe：30.5％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：7％，Co：4％，Zn：6％，Cr：2.5％，Ti：1％。
采用上述比例的金属布拉，其硬度在85～100HRB，强度为400～650MPa，其人造石的走速为1.2m/min，磨削寿命可达30天以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (4)

1.一种人造石金属布拉材料，其特征在于：包括结合剂和磨料，磨料为金刚石、碳化硅和白刚玉，金刚石粒度为80#～325#；结合剂为Fe、Cu、Ni和Sn，结合剂还包括Co、Cr、Ti、Zn；其各组分及质量百分百比如下：金刚石，其含量在2～6％，碳化硅，其含量在2～8％，白刚玉，其含量在1～3％，Fe：其含量在25～45％，Cu：其含量为15～35％，Ni：其含量为3～10％，Sn：其含量为2～10％，Co：其含量为2～8％，Zn：其含量为0～8％，Cr：其含量为1～5％，Ti：其含量为1～3％。
2.根据权利要求1所述的一种人造石金属布拉材料，其特征在于：其各组分及质量百分百比如下：金刚石粒度230#～325#，3％；碳化硅粒度400#以细，6％；白刚玉粒度400#以细，3％；Fe：30.5％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：7％，Co：4％，Zn：6％，Cr：2.5％，Ti：1％。
3.根据权利要求1所述的一种人造石金属布拉材料，其特征在于：其各组分及质量百分百比如下：金刚石粒度140#～230#，3.5％；碳化硅粒度300#以细，6％；白刚玉粒度300#以细，2％；Fe：36％，Cu：30％，Ni：7％，Sn：6％，Co：3.5％，Zn：3％，Cr：2％，Ti：1％。
4.根据权利要求1所述的一种人造石金属布拉材料，其特征在于：其各组分及质量百分百比如下：金刚石粒度80#～140#，4％；碳化硅粒度240#以细，5％；白刚玉粒度240#以细，2％；Fe：40％，Cu：30％，Ni：8％，Sn：5％，Co：3％，Cr：2％，Ti：1％。
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