CN107297688A - 一种树脂结合剂金刚石或cbn工具胎体粉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，所述胎体粉以重量分数计算各原料组分分别为：树脂粉30～50％、氧化锌粉5～10％、氧化铬粉1～3％、二硫化钼粉1～3％、碳化硅粉16.7‑30％、铜粉20～35％与硬脂酸锌0.2～0.5％。以铜、聚酰亚胺树脂粉为基础成分，同时按配比添加氧化锌、氧化铬与碳化硅，这种混合熔炼的方法，大幅度降低了熔炼制粉的温度，最大限度地提高了生产效率，大幅度节省能源，烧结后胎体强度和韧性增加，提高了机械性能；显著提高了烧结金属胎体的均匀性和稳定性，大幅度缩减粉末的混和时间，显著提高了后续的工具生产效率，大幅度节省了工具生产的能耗。

Description

一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉

技术领域

本发明涉及一种树脂基结合剂粉末材料，特别是用于磨削类细颗粒金刚石工具或氮化硼工具的树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，属新材料技术领域。

背景技术

随着行业竞争加剧，石材、工程建筑行业对降低成本、提高效率的要求日益强烈，国内外市场对高性能金刚石工具的需求迅速上升。制造金刚石工具的方法是先将金刚石与金属粉末混合，然后将此混合物冷压成形，再加压或不加压烧结成紧密的固结块。其中，金属粉末作为刀具胎体粘结剂把持金刚石，其原料成分及粒度等因素会对金刚石刀具性能产生重要影响。

精密加工行业对于树脂基金刚石/CBN工具的需求越来越大，劳动力成本的上升迫使金刚石/CBN工具生产企业提高生产效率，稳定产品品质。

砂轮是磨削加工中最主要的一类磨具。砂轮是在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂，结合剂的性能决定砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力。

专利文献1记载的倒角装置具备倒角用砂轮及冷却液(磨削液)喷射喷嘴等。所述倒角用砂轮以与正交于玻璃板的主面的轴平行的轴为中心旋转，并且其旋转方向在玻璃板的磨削部设定为与玻璃板的搬运方向相对的方向。而且，在倒角用砂轮的成为磨削面的外周面形成有圆弧状的磨削用槽，通过该磨削用槽将玻璃板的缘部磨削成截面圆弧状。

此外，在板状体的倒角装置中，如专利文献2所示，已知有具备磨削(粗加工)用的金属结合剂砂轮和研磨(精密加工)用的树脂结合剂砂轮的结构。根据该倒角装置，通过所述金属结合剂砂轮对板状体的缘部进行磨削而在缘部形成倒角面，然后，通过树脂合剂砂轮对所述倒角面进行研磨。

在专利文献2的树脂结合剂砂轮的外周面上形成有板状体的倒角面所抵接的研磨用槽、

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开2009-172749号公报

【专利文献2】日本国特开2001-71244号公报

近年来，在进行板状体的缘部的倒角加工时，由于品质要求的提高，进行精加工的需要提高。在通过专利文献2公开的树脂结合剂砂轮进行精加工的情况下，需要制造出与板状体的缘部的形状一致的槽形状。而且，为了高品质地进行精加工，需要准确地使精砂轮的槽与板状体的缘部的位置对合。该调整作业需要熟练，而且花费时间。

发明内容

本发明的目的在于为了解决金刚石/CBN工具生产企业在工具生产过程中，生产测试过程重复、效率低下，环境恶劣，而且产品质稳定较差的问题而提供一种用于磨削类细颗粒金刚石工具或氮化硼工具的树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，所述胎体粉以重量分数计算各原料组分分别为：树脂粉30～50％、氧化锌粉5～10％、氧化铬粉1～3％、二硫化钼粉1～3％、碳化硅粉16.7-30％、铜粉20～35％与硬脂酸锌0.2～0.5％。在本技术方案中，根据被加工材料的特点，按照工具性价比最优的原则，预先把“树脂粉和各种填料”的具体成分通过实验测试出来，设计出通用于120目～3000目金刚石/CBN的工具的生产“预混合胎体粉末”，各金刚石工具生产企业只要往里面加入金刚石/CBN就可以了，由于这种预混合胎体粉末是专业化批量生产，节省了人工，缩短了生产周期，优化了环境，提高了生产效率，稳定了产品的品质。

作为优选，所述树脂粉的粒度为-200目。

作为优选，所述氧化锌粉的粒度为-320目。

作为优选，所述碳化硅的粒度为-120目。

作为优选，所述二硫化钼粉粒度为-500目。在本技术方案中，二硫化钼是由天然钼精矿粉经化学提纯后改变分子结构而制成的固体粉剂。本品色黑稍带银灰色，有金属光泽，触之有滑腻感，不溶于水。产品具有分散性好，不粘结的优点，可以覆盖在材料的表面，能保护其它材料，防止它们被氧化，尤其是使其他材料不易脱落，贴附力增强。

作为优选，所述铜粉的粒度为-320目。

作为优选，所述树脂粉为聚酰亚胺或酚醛树脂。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：

第一，本发明胎体粉以铜、聚酰亚胺树脂粉为基础成分，同时按配比添加氧化锌、氧化铬与碳化硅，这种混合熔炼的方法，大幅度降低了熔炼制粉的温度，最大限度地提高了生产效率，大幅度节省能源，烧结后胎体强度和韧性增加，提高了机械性能；

第二，本发明胎体粉组成中加入二硫化钼，在烧结过程中还原金属表面氧化物，改善了合金对金刚石表面的亲和性，增加了合金胎体对金刚石的把持力；

第三，显著提高了烧结金属胎体的均匀性和稳定性，大幅度缩减粉末的混和时间，显著提高了后续的工具生产效率，大幅度节省了工具生产的能耗，

提高了工具品质的稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

树脂粉的粒度为-200目。

氧化锌粉的粒度为-320目。

碳化硅的粒度为-120目。

二硫化钼粉粒度为-500目。

所用的二硫化钼可以是未经过改性也可以是经过改性的。

二硫化钼的改性方法为：a)将三聚氰胺按1：102-104分离，取较少部分的三聚氰胺与蒸馏水按1：3(V/V)混合，作为W1相待用；

b)将二硫化钼置于脱水山梨糖醇脂肪酸酯中超声搅拌15-20min，作为W0相待用；

c)将步骤a)中剩余的三聚氰胺与二氯甲烷混合，混合液与蒸馏水以1：5(v/v)比例混合搅拌，形成W2相待用；

d)将步骤a)所得的W1相与步骤b)所得的W0相按1：5比例混合，置于高剪切分散乳化机中乳化3-5min，形成W1/W0乳液；

e)将步骤d)所得的W1/W0乳液与W2相按1：3比例混合，25-30℃条件下搅拌15-20min，形成多重乳液；

f)将步骤e)所得的多重乳液在43-45℃条件下搅拌2-2.5h，升温至70-75℃保温3-5h固化得到粗制改性二硫化钼，再将其置于蒸馏水中抽滤3-5次，用无水乙醇冲洗后在70-75℃条件下烘干23-24h，得到改性二硫化钼粉。

此处将二硫化钼进行改性是利用非共价作用改性可以克服二硫化钼活性位点少，不易有机接枝改性的问题，使用三聚氰胺来改性二硫化钼，是为了让二硫化钼在树脂结合剂中起到固体润滑作用，在烧结过程中还原金属表面氧化物，改善了合金对金刚石表面的亲和性的同时，更好的使各组分溶合；改性后的二硫化钼在体系中分散状态和相容性更好。

实施例1

一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其原料是聚酰亚胺树脂、氧化锌粉、氧化铬粉、二硫化钼粉、碳化硅粉、铜粉与硬脂酸锌。配方量见表1。

实施例2

一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其原料是酚醛树脂、氧化锌粉、氧化铬粉、改性二硫化钼粉、碳化硅粉、铜粉与硬脂酸锌。配方量见表1。

实施例3

一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其原料是聚酰亚胺树脂、氧化锌粉、氧化铬粉、二硫化钼粉、碳化硅粉、铜粉与硬脂酸锌。配方量见表1。

表1、实施例1-3各组分含量

	树脂粉	氧化锌粉	氧化铬粉	二硫化钼粉	碳化硅粉	铜粉	硬脂酸锌
								实施例1/％	30	5	3	3	23.8	35	0.2
实施例2/％	38	7	1	1.5	30	22	0.5
								实施例3/％	50	10	2	1	16.7	20	0.3

树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉的制备方法为：以200升为一个单位，根据各组分密度算出相应的质量，倒入搅拌式混合机，加入混合剂液体石蜡，混合五小时，得到树脂结合剂金刚石/CBN工具的通用胎体粉。

将本发明实施例1制备的胎体粉和金刚石(粒度200/230)，按10:2，10:1.8，10:1.6，10:1.4，10:1.2，10:1的比例，置于尺寸为50mm×10mm×10mm的金属模具中，压力为10MPa，在230℃温度下烧结30分钟，

1.测定烧结块的相对密度，结果见表2。

表2、烧结粉末的相对密度

上述结果表明各胎体粉，粉末可在较低的烧结温度下获得稳定的烧结密度。

2.相对磨耗比测定：将制备的胎体粉和金刚石(粒度200/230)，按10:2，10:1.8，10:1.6，10:1.4，10:1.2，10:1的比例，置于尺寸为50mm×10mm×10mm的金属模具中，压力为10MPa，在230℃温度下烧结30分钟，测定烧结块的相对磨耗比，结果见表3。

表3 烧结粉末的相对磨耗比

由表3可见，工具的耐磨性和金刚石的含量呈正变关系。

3.抗弯强度测定：将本发明实施例1制备的树脂结合剂金刚石工具烧结块，置于相隔30mm的两个支座上，在其中间施力，直至试样断裂，结果见于表4。

表4 烧结制品的相对抗弯强度

由表4可见，工具的抗弯强度和金刚石的含量呈反变关系。

Claims (8)

1.一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述胎体粉以重量分数计算各原料组分分别为：树脂粉30～50％、氧化锌粉5～10％、氧化铬粉1～3％、二硫化钼粉1～3％、碳化硅粉16.7-30％、铜粉20～35％与硬脂酸锌0.2～0.5％。

2.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述树脂粉的粒度为-200目。

3.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述氧化锌粉的粒度为-320目。

4.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述碳化硅的粒度为-120目。

5.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂粉的粒度为-500目。

6.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述二硫化钼粉粒度为-500目。

7.根据权利要求1所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述树脂粉为聚酰亚胺或酚醛树脂。

8.根据权利要求1-7所述的一种树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉，其特征在于，所述树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉的制备方法为：以200升为一个单位，根据各组分密度算出相应的质量，倒入搅拌式混合机，加入混合剂，混合五小时，得到树脂结合剂金刚石或CBN工具胎体粉。